Android开发中遇到关于Byte位运算通信协议类项目的文档解读分析

Posted 2022-12-09 Engineer-Jsp

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android开发中遇到关于Byte位运算通信协议类项目的文档解读分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

android开发中经常会遇到Byte位运算通信协议的项目，一个简单的Byte可能隐藏着极其复杂的数据，需要根据既定的协议来解析和封装。那么开发中要怎么解决这类项目呢，还是要多熟悉文档和源码。

这类项目笔者15年的时候接触过，是独立开发的。因为当初入行不到两年，所以接触的这类项目可以说是初次接触，看个文档对于那时很菜鸟的我来说简直是要了我的命，但是客户的对接工程师是个C老鸟，人也不错，我有问题就会找他帮忙，而且他也不吝赐教，这让笔者倍感欣慰。然而今天又遇到了一个这样的项目，就想着写一篇博客笔记来记录这个分析的过程，避免以后笔者或读者再遇到这类项目时无从下手。

首先笔者介绍开发中常接触到的一些位运算符号。

<<（左移）

	/**
	 * 逻辑运算符
	 * 
	 * @author Engineer-Jsp
	 *  运算符：<<
	 */
	public static void ByteCalc() 
		// 0x01为1的16进制，运行结果是2
		System.out.println(0x01 << 1);

该段代码的意思是将1向左移1位，先将16进制的0x01转换成10进制即1，运行结果为2。

解析，先将1转换为二进制数据，然后向左(从右边开始，依次往左)位移1位，在低位处补0：

左移前：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

左移后：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

将二进制数据 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 转换为10进制数据，结果为2。

>>（右移）

	/**
	 * 逻辑运算符
	 * 
	 * @author Engineer-Jsp
	 *  运算符：>>
	 */
	public static void ByteCalc() 
		// 0x02为2的16进制，运行结果是1
		System.out.println(0x02 >> 1);

该段代码的意思是将2向右移1位，先将16进制的0x02转换成10进制即2，运行结果为1。

解析(不考虑负数位移)，先将2转换为二进制数据，然后向右(从左边开始，依次往右)位移1位，高位补0：

右移前：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

右移后：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

将二进制数据 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 转换为10进制数据，结果为1。

&（与）

规则：当相同的位上均为1时结果为1，否则为0。

	/**
	 * 逻辑运算符
	 * 
	 * @author Engineer-Jsp
	 *  运算符：&
	 */
	public static void ByteCalc() 
		// 0x02为2的16进制，运行结果是0
		System.out.println(0x02 & 1);

该段代码的意思是将2和1进行&的位运算，先将16进制的0x02转换成10进制即2，运行结果为0。

解析，先将2转换为二进制数据，然后将1也转换为二进制数据再进行与运算：

2的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

1的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

&运算后的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

将二进制数据 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 转换为10进制数据，结果为0。

|（或）

规则：当两边操作数的位有一边为1时，结果为1，否则为0。

	/**
	 * 逻辑运算符
	 * 
	 * @author Engineer-Jsp
	 *  运算符：|
	 */
	public static void ByteCalc() 
		// 0x02为2的16进制，运行结果是3
		System.out.println(0x02 | 1);

该段代码的意思是将2和1进行|的位运算，先将16进制的0x02转换成10进制即2，运行结果为3。

解析，先将2转换为二进制数据，然后将1也转换为二进制数据再进行或运算：

2的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

1的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

|运算后的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

将二进制数据 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 转换为10进制数据，结果为3。

^（异或）

规则：两边的位不同时，结果为1，否则为0。

	/**
	 * 逻辑运算符
	 * 
	 * @author Engineer-Jsp
	 *  运算符：^
	 */
	public static void ByteCalc() 
		// 0x02为2的16进制，运行结果是3
		System.out.println(0x02 ^ 1);

该段代码的意思是将2和1进行^的位运算，先将16进制的0x02转换成10进制即2，运行结果为3。

解析，先将2转换为二进制数据，然后将1也转换为二进制数据再进行异或运算：

2的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

1的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

^运算后的二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

将二进制数据 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 转换为10进制数据，结果为3。

关于常用的位运算就介绍到这里，下面介绍项目案例，根据文档需求，分析位的运算。

看上述表中的状态字段，DWORD为无符号四字节整型（双字，32 位），那怎么对需求文档中所述，对位0进行赋值来表示定位状态、对位1赋值表示经度类型......

分析：既然DWORD为无符号四字节整型（双字，32 位），又因为Java int类型占4个字节，所以把其视为Java中的int类型。

处理：Java中一个Byte占一个字节(8个位)，把int拆分成4个Byte进行重组赋值来表示位的变化。

	/**
	 * 位赋值运算
	 * 
	 * @author Engineer-Jsp
	 */
	public static void ByteCalc() 
		// 将Bytes(由4个Byte组成的Byte数组)视为一个int类型的值
		byte[]Bytes = new byte[4];
		
		// 伪代码假设满足条件：定到位置
		if(定位成功)
			//表示对位0进行赋值
			Bytes[3] |= 0x01;
		
		// 伪代码假设满足条件：西经
 		if(西经)
 			//表示对位1进行赋值
 			Bytes[3] |= 0x02;
 		
 		// 伪代码假设满足条件：南纬
 		if(南纬)
 			//表示对位2进行赋值
 			Bytes[3] |= 0x04;
 		
 		// 伪代码假设满足条件：震动
 		if(震动)
 			//表示对位8进行赋值
 			Bytes[2] |= 0x01;
 		
 		// 伪代码假设满足条件：切断电源
 		if(切断电源)
			//表示对位9进行赋值
 			Bytes[2] |= 0x02;
 		
 		// 伪代码假设满足条件：Acc 开
 		if(Acc 开)
 			//表示对位10进行赋值
 			Bytes[2] |= 0x04;

上述代码是分别对位0~位2、位8~位10 进行了赋值，下面用图加文字分析来介绍为什么要这么写。

见上图，笔者进行逐步分解介绍：

1.Bytes是长度为4(即4个16进制字节组成)的字节数组，因为是空数组，所以元素值均为0。

2.Bytes[0]~Bytes[3]分别为Bytes数组的元素，每个元素对应一个16进制的字节。

3.每个字节对应Bytes(看作4个字节的int类型，总共32位)的8个位，升序排列从右开始，依次往左。

4.0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000二进制数据由int类型的值即十进制的0转换而来。

5.0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000二进制数据顶部的小字体的数字就代表着位，最后一位应该是31，因为是从0开始的，这里笔者作图的时候写错了，所以最后一位应该是31。

搞清楚这个之后，开始详细介绍伪代码的位运算。

因为Bytes是长度为4(即4个16进制字节组成)的字节数组，因为是空数组，所以元素值均等于0，转换成int也是0，再将0转换成二进制数据 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000。

①位0表示定位状态：

位计算：

因为位0~位2处于Bytes数组元素的第3个即Bytes[3](从0开始，所以元素下标为0~3)，所以只需要将位0进行赋值即可。

Bytes[3]|=0x01;

Bytes[3]= 0x00 = 0 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 将第三个16进制元素byte转换成10进制，然后再将其转换成2进制

Bytes[3]二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x01二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

或运算结果：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

结果说明位0 已为1，表示定位成功。

②位1表示经度类型：

位计算：

因为位0~位2处于Bytes数组元素的第3个即Bytes[3](从0开始，所以元素下标为0~3)，所以只需要将位1进行赋值即可。

Bytes[3]|=0x02;

Bytes[3]= 0x00 = 0 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 将第三个16进制元素byte转换成10进制，然后再将其转换成2进制

Bytes[3]二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x02二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

或运算结果：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

结果说明位1 已为1，表示经度为西经。

③位2表示纬度类型：

位计算：

因为位0~位2处于Bytes数组元素的第3个即Bytes[3](从0开始，所以元素下标为0~3)，所以只需要将位2进行赋值即可。

Bytes[3]|=0x04;

Bytes[3]= 0x00 = 0 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 将第三个16进制元素byte转换成10进制，然后再将其转换成2进制

Bytes[3]二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x04二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

或运算结果：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

结果说明位2 已为1，表示纬度为南纬。

④位8表示防盗震动报警状态：

位计算：

因为位8~位10处于Bytes数组元素的第2个即Bytes[2](从0开始，所以元素下标为0~3)，所以只需要将位8进行赋值即可。

Bytes[2]|=0x01;

Bytes[2]= 0x00 = 0 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 将第三个16进制元素byte转换成10进制，然后再将其转换成2进制

Bytes[2]二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x01二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

或运算结果：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

结果说明位8 已为1，表示报警。

⑤位9表示终端电源状态：

位计算：

因为位8~位10处于Bytes数组元素的第2个即Bytes[2](从0开始，所以元素下标为0~3)，所以只需要将位9进行赋值即可。

Bytes[2]|=0x02;

Bytes[2]= 0x00 = 0 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 将第三个16进制元素byte转换成10进制，然后再将其转换成2进制

Bytes[2]二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x02二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

或运算结果：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

结果说明位9 已为1，表示电源被切断。

⑥位10表示Acc状态：

位计算：

因为位8~位10处于Bytes数组元素的第2个即Bytes[2](从0开始，所以元素下标为0~3)，所以只需要将位10进行赋值即可。

Bytes[2]|=0x04;

Bytes[2]= 0x00 = 0 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 将第三个16进制元素byte转换成10进制，然后再将其转换成2进制

Bytes[2]二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

0x04二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

或运算结果：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

结果说明位10 已为1，表示Acc开。

6个位的值全部赋值完后，Bytes数组的元素应为： 0x00 , 0x00 , 0x07 , 0x07

转换成10进制后应为： 0 , 0 , 7 , 7

		// 输出结果：0,0,7,7
		for (int i = 0; i < Bytes.length; i++) 
			int v = Bytes[i] & 0xFF;
			if (i == Bytes.length - 1) 
				result += v + "";
			 else 
				result += v + ",";

若转换成2进制后应为(简写)： 0 , 0 , 111 , 111

再将Bytes转换成10进制应为：1799；1799 对应的二进制数据为：0000 0000 0000 0000 0000 0111 0000 0111

红色的部分正好对应位0~位2、位8~位10。

至此，关于Byte通信协议的介绍就结束了，如发现其中存在问题的，欢迎随时批评指正，以免误人子弟。因为本博客的目的是帮助更多的人，而不是害读者，所以各位读者发现问题请在评论区评论指出，谢谢大家！

以上是关于Android开发中遇到关于Byte位运算通信协议类项目的文档解读分析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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