CRC16校验算法的Java实现

CRC16校验算法简介

CRC即循环冗余校验码（Cyclic Redundancy Check[1] ）：是数据通信领域中最常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查（CRC）是一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。

Crc16Util说明

CRC16有多种实现算法，这里是基于Modbus CRC16的校验算法的java实现。如果是基于其他的协议的算法，只需更改getCrc16()中的实现。
getCrc16();是核心算法，获取校验码byte数组。
intToBytes();将算出的int类型转成byte数组，低位在前，高位在后。改变高地位顺序，只需改变方法中数组的顺序。
getData();获取源数据和验证码的组合byte数组，可以传入byte数组，也可以传入十六进制字符数组。
byteTo16String();将byte或byte数组转换成十六进制字符，这里主要用于测试观察校验算法的结果。

工具类源码

/**
 * 基于Modbus CRC16的校验算法工具类
 */
public class Crc16Util {

    /**
     * 获取源数据和验证码的组合byte数组
     * @param strings 可变长度的十六进制字符串
     * @return
     */
    public static byte[] getData(String...strings) {
        byte[] data = new byte[]{};
        for (int i = 0; iint x = Integer.parseInt(strings[i], 16);
            byte n = (byte)x;
            byte[] buffer = new byte[data.length+1];
            byte[] aa = {n};
            System.arraycopy( data,0,buffer,0,data.length);
            System.arraycopy( aa,0,buffer,data.length,aa.length);
            data = buffer;
        }
        return getData(data);
    }
    /**
     * 获取源数据和验证码的组合byte数组
     * @param aa 字节数组
     * @return
     */
    private static byte[] getData(byte[] aa) {
        byte[] bb = getCrc16(aa);
        byte[] cc = new byte[aa.length+bb.length];
        System.arraycopy(aa,0,cc,0,aa.length);
        System.arraycopy(bb,0,cc,aa.length,bb.length);
        return cc;
    }
    /**
     * 获取验证码byte数组，基于Modbus CRC16的校验算法
     */
    private static byte[] getCrc16(byte[] arr_buff) {
        int len = arr_buff.length;

        // 预置 1 个 16 位的寄存器为十六进制FFFF, 称此寄存器为 CRC寄存器。
        int crc = 0xFFFF;
        int i, j;
        for (i = 0; i < len; i++) {
            // 把第一个 8 位二进制数据 与 16 位的 CRC寄存器的低 8 位相异或, 把结果放于 CRC寄存器
            crc = ((crc & 0xFF00) | (crc & 0x00FF) ^ (arr_buff[i] & 0xFF));
            for (j = 0; j < 8; j++) {
                // 把 CRC 寄存器的内容右移一位( 朝低位)用 0 填补最高位, 并检查右移后的移出位
                if ((crc & 0x0001) > 0) {
                    // 如果移出位为 1, CRC寄存器与多项式A001进行异或
                    crc = crc >> 1;
                    crc = crc ^ 0xA001;
                } else
                    // 如果移出位为 0,再次右移一位
                    crc = crc >> 1;
            }
        }
        return intToBytes(crc);
    }
    /**
     * 将int转换成byte数组，低位在前，高位在后
     * 改变高低位顺序只需调换数组序号
     */
    private static byte[] intToBytes(int value)  {
        byte[] src = new byte[2];
        src[1] =  (byte) ((value>>8) & 0xFF);
        src[0] =  (byte) (value & 0xFF);
        return src;
    }
    /**
     * 将字节数组转换成十六进制字符串
     */
    public static String byteTo16String(byte[] data) {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        for (byte b : data) {
            buffer.append(byteTo16String(b));
        }
        return buffer.toString();
    }
    /**
     * 将字节转换成十六进制字符串
     * int转byte对照表
     * [128,255],0,[1,128)
     * [-128,-1],0,[1,128)
     */
    public static String byteTo16String(byte b) {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        int aa = (int)b;
        if (aa<0) {
            buffer.append(Integer.toString(aa+256, 16)+" ");
        }else if (aa==0) {
            buffer.append("00 ");
        }else if (aa>0 && aa<=15) {
            buffer.append("0"+Integer.toString(aa, 16)+" ");
        }else if (aa>15) {
            buffer.append(Integer.toString(aa, 16)+" ");
        }
        return buffer.toString();
    }
}

测试代码

public static void main(String[] args) {

    byte[] dd = Crc16Util.getData("FE", "05","66");
    String str = Crc16Util.byteTo16String(dd).toUpperCase();
    System.out.println(str);
}

打印结果：FE 05 66 93 4A