计算机中的二进制

#一、概述
      计算机中的任何数据都是二进制，而编程语言是人与计算机之间的桥梁，编译语言利用算法，解决人类使用十进制与二进制之间的鸿沟。（官方一点）
      最近需要做一个解析二进制文件的功能，所以迫不得已，又得把大学早已忘记的知识给学回来。（大学老湿说，现在学不懂的也没关系，到社会上还会逼着你再学一遍。。果然很有道理）。废话不多说，正文开始。。。
#二、浅谈二进制
      由于也是刚刚开始学习，所以记录的东西也不是很深入，后续接触的多了，还会再补充。
      在我们的项目里，需要对二进制文件进行解析。由于整个文件内容较为复杂，这里只举个简单的小例子。
假设传进来的二进制数组为[-90,10,0,0]，需要对此byte数组解析，代码参见

public static int byteToInt(byte[] bb) {
        if (bb.length == 1) {
            return (int) bb[0];
        } else if (bb.length == 2) {
            return (int) (((bb[1] & 0xff) << 8) | ((bb[0] & 0xff) << 0));
        } else if (bb.length == 4) {
            return (int) ((((bb[3] & 0xff) << 24) | ((bb[2] & 0xff) << 16) | ((bb[1] & 0xff) << 8) | ((bb[0] & 0xff) << 0)));
        }
        return -1;
    }

将此byte数组转换为int数值。
1.首先，要明白负整数在计算机中是以补码的形式存在，也可以说，计算机储存有符号的整数时，是用该整数的补码进行储存的。

注意：
1）原码，反码，补码是针对有符号的类型而言。
2）实数始终是有符号类型的，整型数据包括有符号和无符号的。

2.原码、补码与反码的概念及计算
1）原码：一个整数，按照绝对值大小转换成的二进制数，称为原码。
比如： 00000000 00000000 00000000 00000111 是7的 原码，10000000 00000000 00000000 00000111 是-7的 原码
正数的原码和补码、反码相同，负数的原码按照绝对值大小转换成的二进制数，然后最高位补1。

2）反码：正数的反码与原码相同，负数的反码出符号位各位取反。
取反操作指：原为1，得0；原为0，得1。（1变0; 0变1）
比如： 00000000 00000000 00000000 00000111的反码还是00000000 00000000 00000000 00000111,而10000000 00000000 00000000 00000111的反码为11111111 11111111 11111111 11111000

3）补码：正数的补码与源码相同，负数的补码为反码+1
比如： 00000000 00000000 00000000 00000111的补码就是00000000 00000000 00000000 00000111，而10000000 00000000 00000000 00000111的补码为11111111 11111111 11111111 11111001
由于负数在计算机中是以补码的形式存在，所以-7在计算机中的表示为：11111111 11111111 11111111 11111001。

3.代码解析
观察上面的代码片，会发现一个有趣的问题，就是每个byte之后要&一个0xff，这是为啥呢？
Java总是把byte当做有符处理，可以通过将其和oxFF进行二进制“与”得到他的无符号值。
byte要转化为int的时候，高的24位必然会补1，这样，其二进制补码其实已经不一致了，&0xff可以将高的24位置为0，低8位保持原样。这样做的目的就是为了保证二进制数据的一致性。其实是从数字类型扩展到较宽的类型时，补零扩展还是补符号位扩展。
这是因为Java中只有有符号数，当byte扩展到short, int时，即正数都一样，因为为符号位是0，所以无论如何都是补零扩展；但负数补零扩展和按符号位扩展结果完全不同。
补符号数，原数值不变。
补零时，相当于把有符号数看成无符号数，比如-127 = 0x81，看成无符号数就是129， 256 + （- 127）
对于有符号数，从小扩展大时，需要用&0xff这样方式来确保是按补零扩展。
而从大向小处理，符号位自动无效，所以不用处理。

-90的补码为：‭11111111111111111111111110100110‬&0xff=‭11111111111111111111111110100110‬&11111111=00000000000000000000000010100110
10的补码为：
00000000000000000000000000001010
0的补码还是0，四个或操作
00000000 00000000 00000000 10100110
00000000 00000000 00001010 00000000
00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000000
——————————————————
00000000 00000000 00001010 10100110=2726（DEC）