将byte[]转化十六进制的字符串 要进行与运算的原因

本文详细介绍了Java中byte和int进行位运算的原因,涉及到二进制原码、反码和补码的概念。由于byte是8位,int是32位,且Java使用补码表示法,因此在进行位运算时需要转换为相同长度的类型。通过补码,可以将减法转换为加法,简化计算过程。

其原因在于:
1.byte的大小为8bits而int的大小为32bits,java的二进制采用的是补码形式。


二进制原码表示法

原码表示法是机器数的一种简单的表示法。其符号位用0表示正号,用:表示负号,数值一般用二进制形式表示。设有一数为x,则原码表示可记作[x]原。

例如,X1= +1010110

X2= -1001010

其原码记作:


[X1]原=[+1010110]原=01010110

[X2]原=[-1001010]原=11001010

byte是一个字节保存的,有8个位,8位的第一个位是符号位,也就是说0000 0001代表的是数1 ,1000 0001代表的就是-1 所以正数最大位0111 1111,也就是数字127 负数最大为1111 1111,也就是数字-127
在原码表示法中,对0有两种表示形式:

[+0]原=00000000

[-0] 原=10000000

 

二进制补码表示法

java中采用的是补码的形式,下面介绍下什么是补码和反码;
1、反码:
        一个数如果是正,则它的反码与原码相同;
        一个数如果是负,则符号位为1,其余各位是对原码取反;

机器数的反码可由原码得到。如果机器数是正数,则该机器数的反码与原码一样;如果机器数是负数,则该机器数的反码是对它的原码(符号位除外)各位取反而得到的。设有一数X,则X的反码表示记作[X]反。

例如:X1= +1010110

X2= 一
1001010

[X1]原
=01010110

[X1]反=[X1]原
=01010110

[X2]原
=11001010

[X2]反=10110101


2、补码:

机器数的补码可由原码得到。如果机器数是正数,则该机器数的补码与原码一样;如果机器数是负数,则该机器数的补码是对它的原码(除符号位外)各位取反,并在未位加1而得到的。设有一数X,则X的补码表示记作[X]补。


    ⑴一个数为正,则它的原码、反码、补码相同
    ⑵一个数为负,刚符号位为1,其余各位是对原码取反,然后整个数加1
 - 1的原码为
                10000001
- 1的反码为
                11111110
                                                   + 1
- 1的补码为
                11111111

0的原码为
                 00000000
0的反码为                 11111111(正零和负零的反码相同)

                                          +1
0
的补码为               100000000(舍掉打头的1,正零和负零的补码相同)

利用溢出,我们可以将减法变成加法
    

 对于十进制数,从9得到5可用减法:
    9-4=5  因为4+6=10,我们可以将6作为4的补数
    改写为加法:
    9+(10-4)= 9+6=15(去掉高位1,也就是减10)得到5.

对于十六进制数,从c到5可用减法:
    c-7=5    因为7+9=16 将9作为7的补数
    改写为加法:
    c+(16-7)=c+9=15(去掉高位1,也就是减16)得到5.
 在计算机中,如果我们用1个字节表示一个数,一个字节有8位,超过8位就进1,在内存中情况为(100000000),进位1被丢弃。


Integer.toHexString的参数是int,如果不进行0xff,那么当一个byte会转换成int时,由于int是32位,而byte只有8位,这时会进行填充,如果byte的最高位是0的话,int的前面填充0,例如01000001转化成int就变为00000000000000000000000001000001
如果byte的最高位是1的话,int的前面填充1例如11111111的十进制数为-1转换为int时变为11111111111111111111111111111111好多1啊,呵呵!即0xffffffff但是这个数是不对的,这种补位就会造成误差。和0xff相与后,高24比特就会被清0了,结果就对了。
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