挖掘& 0xFF深层的含义

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前言

int unsignedbyte = b & 0xFF;

上面的这段代码相信会较为容易的经常看到，但是我们往往会忽略为什么要这样，不这样行不行。接下来就此段代码，挖掘它的深层的含义。

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一、前置知识？

1.原码，补码，反码

定义那些我在这儿就不在赘述了，我分享一下我的理解。
众所周知，冯诺依曼体系结构的计算机的一大特点就是

数据以二进制表示

这里的数据，不仅指文件数据，是计算机使用的一切数据，包括程序员编写的程序编译后的代码数据。直观上理解二进制，和十进制不同的是十进制是满十进一，而二进制是满二进一，所以二进制数据只包含0、1。如上，理解原码，反码，补码，我们也可以和我们熟悉的十进制来进行对比理解。
我们十进制数据中有正负之分，二进制数据也有。二进制数据怎么表示呢？这里有两派，一个是主张使用一个位置存放符号，这个缺点很明显，会导致存储密度下降。还有一派就是这里采用的原码表示正数，补码表示负数。（正数的原码和补码是一样的，所以计算机数据严格来说是用补码表示的）。首先明白一个道理，一个数的负数是什么？引用古代数学名著《九章算术》的话

两算得失相反，要令正负以名之

所以这里的意思就是说加起来等于零，就是这个数的负数。
所以用这里的知识，就能不用符号位表示二进制数据中的正负。
首先，没有了符号位（无符号数）默认为正数
比如十进制数（110）
bin：0110 1110
反码：就是逐位取反，结果就是原数和它的反码之前的和为oxFF
而补码就是反码加一，这里加一的意思就是使得原数和补码之间的和为0，这里的0是数据溢出代表的0

二、挖掘& 0xFF深层的含义

byte[] bytes = new byte[4];
//从当前文件指针读取4个字节的数据
imageBis.read(bytes,0,4);

从这里我们就获取到了四个字节的数据，那么我们可以直接用这四个字节的数据吗？答案是否定的！
我们之前理解到了，计算机内部数据存储用的是补码，而byte这个数据结构是有符号数，所以如果首位是一，它就会读取为负数，如果是零，它就会读为正数。
举个例子
bin 1001 0110
如果用byte读取就会表示有符号数-22，它实际表示的是无符号数150
知道了问题产生的原因，怎么实现转化呢？答案就是下面的代码：

首先在java中int是表示四个字节，所以上面的例子在运算之前会转化为四个字节的数据，高位补1

//oxFFFFFF96 & 0xFF = 0x96
//高位被&0截取了，只留了低位一个字节的有效数据0x96
int unsignedbyte = b & 0xFF;

到这里就应该挖掘结束了。

总结

& 0xFF实际上就是实现有符号数向无符号数之间的转换。

//截取了JDK BufferedInputStream类中的read方法说明 & 0xff的正确性
class：BufferedInputStream
public synchronized int read() throws IOException {
        if (pos >= count) {
            fill();
            if (pos >= count)
                return -1;
        }
        return getBufIfOpen()[pos++] & 0xff;
    }