В Java байт – это 8-разрядный подписанный (положительный и отрицательный) тип данных, значения из -128 (-2^7) к 127 (2^7-1) . Для байта без знака , допустимые значения от 0 чтобы 255 .
В Java нет байтов без знака (от 0 до 255). Чтобы создать байт без знака, мы можем преобразовать байт в int и замаскировать (побитово и) новый inn с помощью 0xff , чтобы получить последние 8 битов или предотвратить расширение знака.
byte aByte = -1; int number = aByte & 0xff; // bytes to unsigned byte in an integer.
Зачем приводить байт к int? Java использует дополнение два для представления чисел со знаком (положительных и отрицательных), крайний левый бит обозначает знак (0 положительный, 1 отрицательный), остальные биты представляют значения из -128 (-2^7) до 127 (2^7-1) , так называемый 8-разрядный байт имеет только 7 бит для хранения значений. Дополнительные значения (128 – 255) не могут поместиться в один байт , и мы приводим его к 32-разрядному целому числу без знака для большего количества пробелов (битов).
Предпосылка
- Дополнение двоих
- Расширение знака
- Базовый Двоично-десятичный расчет
1. Байты в байт без знака
1.1 Просмотрите следующую таблицу для преобразования байт в байт без знака (int) :
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 127 | 127 |
| -128 | 128 |
| -127 | 129 |
| -126 | 130 |
| -2 | 254 |
| -1 | 255 |
1.2 Сначала мы преобразуем байт 8-разрядный в int 32-разрядный.
Например, байт-1 в дополнении к двум двоичный файл равен 1111 1111 .
# two's complement formula to convert positive to negative # leftmost bit, 1 is negative, 0 is positive 0000 0001 (1) 1111 1110 (invert bits) 1111 1111 (add 1) 1111 1111 (-1)
Когда мы преобразуем или передаем байт в int , это увеличит биты с 8 до 32. Расширение знака будет применено и заполнит значения увеличенных битов.
1111 1111 (-1) byte -> int ???? ???? | ???? ???? | ???? ???? | 1111 1111 sign extension 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111
1.3 Теперь мы выполняем побитовое и или & с помощью 0xff , чтобы получить последние 8 битов.
1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 (int -1) & 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 1111 1111 (0xff) = 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 1111 1111 (last 8 bits)
1.4 Двоично-десятичное вычисление.
1 1 1 1 1 1 1 1 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 = 255
Сделано. Для -1 теперь у нас 255.
byte aByte = -1; int number = aByte & 0xff; System.out.println(number); // output = 255
2. Java 8
В Java 8 появилось много новых API-интерфейсов для поддержки операций без знака, например байт , теперь у нас есть Байт.toUnsignedInt() для преобразования байта со знаком в целое число без знака.
package com.mkyong.crypto.bytes;
public class Java8UnsignedByte {
public static void main(String[] args) {
byte aByte = (byte) -2; // -2 (signed) and 254 (unsigned)
System.out.println(aByte); // -2
// Java 8
System.out.println(Byte.toUnsignedInt(aByte)); // 254
}
}
Просмотрите новый Байт.Подписанный ; Java 8 использует ту же технику для преобразования байта в целое число без знака.
public final class Byte extends Number implements Comparable{ /* @since 1.8 */ public static int toUnsignedInt(byte x) { return ((int) x) & 0xff; }
3. Старая Java + Комментарии
В этом примере Java используется та же техника, со встроенными комментариями. Читайте для ясности.
package com.mkyong.crypto.bytes;
public class JavaUnsignedByte {
public static void main(String[] args) {
byte input = (byte) -2; // -2 (signed) and 254 (unsigned)
// -2 = 1111 1110 , two's complement
System.out.println("Input : " + input);
// byte (8 bits) cast / widen to int (4 bytes, 16 bits), sign extension will apply
// 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1110
int input2 = (int) input;
System.out.println("Input [Binary] : " + Integer.toBinaryString(input2));
// 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1111 | 1111 1110
// &
// 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 1111 1111 (0xFF) , get last 8 bits
// =============================================
// 0000 0000 | 0000 0000 | 0000 0000 | 1111 1110 unsigned int
int result = input2 & 0xff;
System.out.println(result); // 254
System.out.println(Integer.toBinaryString(result)); // 1111 1110
}
}
Рекомендации
- Расширение знака Java
- Java – Преобразование отрицательного двоичного числа в целое
- Примитивные Типы Данных Java
- Википедия – дополнение для двоих
- Двоично-десятичное вычисление
Оригинал: “https://mkyong.com/java/java-convert-bytes-to-unsigned-bytes/”