Java中的byte详解

介绍

byte，即字节，由8位的二进制组成。在Java中，byte类型的数据是8位带符号的二进制数。

在计算机中，8位带符号二进制数的取值范围是[-128, 127]，所以在Java中，byte类型的取值范围也是[-128, 127]。

byte取值范围分析

一直在想为什么不是 -128 到 128呢？今天分析了一下这个问题。

首先我们得明白一件事情，那就是运算规则(因为计算机中的数是以反码形式存储的，反码再求反码得到该数真值)：

正数的最高位都是 0 ，正数的值就是二进制表示的值。

负数的最高位都是 1 ，负数的值是 取反后加一 然后加个负号得到得值。

我们用8位的二进制来说明一下此规则：

比如：00000001。最高位是0 为正数 ，那么表示的就是 十进制的 1。

再比如：10000001.最高位是1 为负数，值是多少？取反得到 01111110 加1 得到 01111111 ，那么值为 -127 (可能你会有疑问了？why？-127不是应该是1111 1111，先不急，可以去看下面要说的 反码，你就懂了)

理解此运算规则我们正式开始说byte，byte正好是8位的二进制数。short是16位 int是32位 long是64位。

不难理解，byte的最大正数就是 01111111（最高位必须是0），也就是 127。

那么你可能会想 byte的最小负数就是 11111111 了，对不对? 这么想就

大错特错了。让我们看看11111111这个二进制数表示多少。

根据上面的提示 我们知道这是一个负数。它的值是先取反再加1 。

11111111取反得到：00000000，加1得到 00000001 。最后得到的值为-1.

这可是最大的负数啊。由此你是不是想到了最小的负数会不会是10000000呢？

让我们算一下 取反：01111111 加1得到 10000000 最后得到 -128.

127是01111111 然而 -128是10000000 ，看出来一个奇怪的事情。

仔细的看一下这两个二进制数 是不是前者加1就得到后者呢？对。

可以编一个小程序实验一下：

byte a = 127; 
a+=1; 
System.out.println(a);

结果正好是-128

由此我们可以看出来二进制从 00000000 到01111111到10000000到 11111111

即 十进制从 0 到 127 到 -128 到 -1。

接下来，我们用一段代码来更深刻地理解byte：

public class A {
 public static void main(String[] args) {
  int b = 456;
  byte test = (byte) b;
  System.out.println(test);
 }
}

上述代码，最后会输出-56。原因如下：

456的二进制表示是111001000，由于int是32位的二进制，所以在计算机中，实际上是00000000000……111001000，当int转成byte的时候，那么计算机会只保留最后8位，即11001000。

然后11001000的最高位是1，那么表示是一个负数，而负数在计算机中都是以补码的形式保存的，所以我们计算11001000的原码为00111000，即56，所以11001000表示的是-56，所以最后test的值为-56。

byte\short\int\long

java中存储的数据类型均带符号,即看最高位:为0表示正数,为1表示负数

 

原码\反码\补码

原码：就是二进制码，最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，剩余部分表示真值。

反码：在原码的基础上，正数反码就是他本身，负数除符号位之外全部按位取 反。

补码：正数的补码就是自己本身， 负数的补码是在自身反码的基础上加1。

逻辑运算符

包含: &（与）, | （或）, ^ （异或），~ （按位取反）

& :当2个都为1的时候为1， 其他都是0 。 1&1 = 1， 1&0 = 0， 0&0 = 0； 他的作用是清0

| : 当2个只要有一个为1，就是1. 1|0 = 1; 0|0 = 0, 1|1 = 1;

^: 相同为0， 不相同为1， 1^0 = 1, 1^1 = 0, 0^0 = 0; 他的作用是定位翻转。

~: 按位取反，0变为1， 1变为0；

之所以要明确原码，反码，补码，是因为java中变量都是以补码的形式保存的。

比如整形30 他的原码是：0001 1110. 正数，所以反码，补码都是0001 1110.

对于负数：-7 ，他的原码是 1000 0111， 第一位1表示是此数是负数。他的反码是：1111 1000, 补码在反码的基础上加1， 所以它的补码是1111 1001， 所以他的二进制数就是1111 1001.

如“-16+11”的运算：

11110000     + -16的补码
00001011       11的补码
————
11111011       - 5的补码