byte数组转float 以及byte转其他类型时为什么要&0xff

Posted 2021-02-08 qiumingcheng

 static final char[] HEX_CHARS = "0123456789abcdef".toCharArray();
    //转换为十六进制
	public static String toHexString(byte[] b ) {
		StringBuilder sb = new StringBuilder(b.length << 2);
		for (byte x : b) {
            //byte只有8位   int 则是32位     x& oxff之后会转换为int类型
			int hi = (x & 0xf0) >> 4;    //处理高四位
			int lo = x & 0x0f;           //处理低四位
			sb.append(HEX_CHARS[hi]);
			sb.append(HEX_CHARS[lo]);
		}
		return sb.toString().trim();
	}

	public static float getFloat(byte[] b) {
		int accum = 0;
		accum = accum | (b[0] & 0xff) << 0;
		accum = accum | (b[1] & 0xff) << 8;
		accum = accum | (b[2] & 0xff) << 16;
		accum = accum | (b[3] & 0xff) << 24;
		System.out.println(accum);
		return Float.intBitsToFloat(accum);
	}

 

 

java中byte转换int时为何与0xff进行与运算

 

在剖析该问题前请看如下代码

 public static String bytes2HexString(byte[] b) {
   String ret = "";
   for (int i = 0; i < b.length; i++) {
     String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);
     if (hex.length() == 1) {
       hex = ‘‘0‘‘ + hex;
     }
       ret += hex.toUpperCase();
    }
      return ret;
  }

上面是将byte[]转化十六进制的字符串,注意这里b[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

b[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(b[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

 

在这里先温习下计算机基础理论

 

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 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-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

       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+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+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（1 0000 0000），进位1被丢弃。

    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                1000 0001 

  - 1的反码为                1111 1110 

                                                    + 1

  - 1的补码为                1111 1111 

 

  0的原码为                 0000 0000

  0的反码为                 1111 1111（正零和负零的反码相同）

                                          +1

  0的补码为               10000 0000（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。

例如补码1111 1111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。

 

需要注意几点：

1.计算机中数据按照补码存储

2.byte是8位，int是32位，byte转换为int后是32位，如果不和0xff进行与运算，

例如：byte=-1 那么转为int的补码就是11111111 11111111 11111111 11111111，toHexString()后就是ff ff ff ff 跟原来的相比较多了三个ff。

byte为负数，高3字节就填充1，整数就补0，所以，如果byte是正数那么是否进行&0xff结果都一样；如果是负数就一定需要&0xff。