java bytesToHexString 解析

Posted 2020-09-26 风来了

一.代码

    /**
     * Convert byte[] to hex string
     *
     * Java中byte用二进制表示占用8位，而16进制的每个字符需要用4位二进制位来表示，
     * 所以我们就可以把每个byte转换成两个相应的16进制字符，即把byte的高4位和低4位分别转换成相应的16进制字符H和L，
     * 并组合起来得到byte转换到16进制字符串的结果new String(H) + new String(L)。即byte用十六进制表示只占2位
     *
     * 将byte转换成int，然后利用Integer.toHexString(int)来转换成16进制字符串。
     *
     * @param src byte[] data
     * @return hex string
     */
    public static String bytesToHexString(byte[] src){
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
        if (src == null || src.length <= 0) {
            return null;
        }
        for (int i = 0; i < src.length; i++) {
            int v = src[i] & 0xFF;
            String hv = Integer.toHexString(v);
            if (hv.length() < 2) {
                stringBuilder.append(0);
            }
            stringBuilder.append(hv);
        }
        return stringBuilder.toString();
    }

 

二.示例

注意src[ i ] & 0xFF将一个byte和 0xFF进行了与运算, 然后使用Integer.toHexString取得了十六进制字符串, 可以看出

src[ i ] & 0xFF运算后得出的仍然是个int, 那么为何要和 0xFF进行与运算呢? 直接 Integer.toHexString(src[ i ]), 将byte强转为int不行吗?

答案是不行的. 其原因在于:

1.byte的大小为8bits而int的大小为32bits
2.java的二进制采用的是补码形式

byte是一个字节保存的，有8个位，即8个0、1。
8位的第一个位是符号位，
也就是说0000 0001代表的是数字1
1000 0000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-128

上面说的是二进制原码，但是在java中采用的是补码的形式，下面介绍下什么是补码

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；

2、补码：利用溢出，我们可以将减法变成加法

9－4＝5

因为4+6＝10，将6作为4的补数, 改写

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

c+9＝15（去掉高位1，也就是减16）得到5.

 

 

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）
0的补码为 100000000（舍掉打头的1，正零和负零的补码相同）

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位这时会进行补位，

和0xff相与后，高24比特就会被清0了，结果就对了。

 

三. hexStringToBytes

/**  
 * Convert hex string to byte[]  
 * @param hexString the hex string  
 * @return byte[]  
 */  
public static byte[] hexStringToBytes(String hexString) {   
    if (hexString == null || hexString.equals("")) {   
        return null;   
    }   
    hexString = hexString.toUpperCase();   
    int length = hexString.length() / 2;   
    char[] hexChars = hexString.toCharArray();   
    byte[] d = new byte[length];   
    for (int i = 0; i < length; i++) {   
        int pos = i * 2;   
        d[i] = (byte) (charToByte(hexChars[pos]) << 4 | charToByte(hexChars[pos + 1]));   
    }   
    return d;   
}