byte[]和int相关知识点

最近在项目中遇到了不太理解的地方,这里总结一下

问题

1. 为什么int转byte可能是个负数
2. &0xff的作用
3. byte和int是怎么相互转化的

基础

在解释问题之前,了解一些计算机基础是很重要的

原码,反码,补码

数	原码	反码	补码
+1	0000 0001	0000 0001	0000 0001
-1	1000 0001	1111 1110	1111 1111

1. 正数反码补码原码相同
2. 负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反.
3. 负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1.

字节序(了解)

计算机硬件有两种储存数据的方式：大端字节序（big endian）和小端字节序（little endian）。

举例来说，数值0x2211使用两个字节储存：高位字节是0x22，低位字节是0x11。

理解字节序

两个知识点(重要)

1. 计算机数的计算和存储是补码形式
2. java只有有符号数

实例

有了上述概念,就可以举例说明了

int转byte可能是个负数

 int a=233;
 byte b=(byte)a;
 System.out.println(b);//结果为-23
 解析:  
 1.int是32位,233二进制补码形式(正数原码补码相同)  
 00000000 00000000 00000000 11101001[补码]  
 2.int转byte,byte是8位  
 (00000000 00000000 00000000) 11101001[补码]    
 3.去掉多余位数后剩下11101001[补码],求原码  
 11101001[补码]-> 10010111[原码] -> -23

&0xff的作用

1. 只是为了取得低八位
2. 保持补码一致性

byte和int是怎么相互转化的

int转byte

1. 1246[补码] -> 00000000 00000000 00000100 11011110
2. int是32位,byte是8位,所以将int转为byte需要4个字节

角标	[0]	[1]	[2]	[3]
补码	00000000	00000000	00000100	11011110
真值	0	0	4	-34

代码解析

int a =1246
byte[] b = new byte[4]

由于byte只有8位,int有32位,所以需要通过右移运算,把每8位一组的值,移动到最后8位来计算,其他位忽略

第一步,求b[0]的值:

补码	00000000	00000000	00000100	11011110
右移24位	00000000	00000000	00000000	00000000
& 0xff	00000000	00000000	00000000	00000000

代码
b[0] = (byte) (a >> 24 & 0xff ) //值为 0;

第二步,求b[1]的值:

补码	00000000	00000000	00000100	11011110
右移16位	00000000	00000000	00000000	00000000
& 0xff	00000000	00000000	00000000	00000000

代码
b[1] = (byte) (a >> 16 & 0xff ) //值为 0;

第三步,求b[2]的值:

补码	00000000	00000000	00000100	11011110
右移8位	00000000	00000000	00000000	00000100
& 0xff	00000000	00000000	00000000	00000100

代码
b[2] = (byte) (a >> 8 & 0xff ) //值为 4;

第四步,求b[3]的值:

补码	00000000	00000000	00000100	11011110
右移0位	00000000	00000000	00000100	11011110
& 0xff	00000000	00000000	00000000	11011110

由于是int转byte,去除多余24位后11011110[补码]求真值为-34

代码
b[3] = (byte) (a  & 0xff ) //值为 -34;

完整代码

public static intToByteArr(int a){
  byte[] b = new byte[4]
  b[0] = (byte) (a >> 24 & 0xff )
  b[1] = (byte) (a >> 16 & 0xff )
  b[2] = (byte) (a >> 8 & 0xff )
  b[3] = (byte) (a  & 0xff )  
  return b;
}

byte[]转int

知道byte[] b = {0,0,4,-34}, 求int?只需把byte[]对应数的补码左移至原数对应的位置即可
第一步,b[0]对应的补码

补码	00000000	00000000	00000000	00000000
& 0xff	00000000	00000000	00000000	00000000
左移24位	00000000	00000000	00000000	00000000

代码
int a1 =  (b[0]  & 0xff )<<24 //值为 0;

第二步,b[1]对应的补码

补码	00000000	00000000	00000000	00000000
& 0xff	00000000	00000000	00000000	00000000
左移16位	00000000	00000000	00000000	00000000

代码
int a2 =  (b[1]  & 0xff )<<16 //值为 0;

第三步,b[2]对应的补码

补码	00000000	00000000	00000000	00000100
& 0xff	00000000	00000000	00000000	00000100
左移8位	00000000	00000000	00000100	00000000

代码
int a2 =  (b[2]  & 0xff )<<8 //值为 1024;

第四步,b[3]对应的补码

补码	11111111	11111111	11111111	11011110
& 0xff	00000000	00000000	00000000	11011110

代码
int a4 =  (b[3]  & 0xff ) //值为 222;

四个数相加起来结果1246
也可以这样理解

b[0]补码	00000000	00000000	00000000	00000000
b[1]补码	00000000	00000000	00000000	00000000
b[2]补码	00000000	00000000	00000100	00000000
b[3]补码	00000000	00000000	00000000	11011110
逐个或运算	00000000	00000000	00000100	11011110

补码对应的真值也为1246

完整代码

public static byteArrToInt(int a){
    int a1 =  (a[0]  & 0xff )<<24
    int a2 =  (a[1]  & 0xff )<<16 
    int a2 =  (a[2]  & 0xff )<<8
    int a3 =  (a[3]  & 0xff )
    return a1|a2|a3|a4;
}

参考

https://blog.csdn.net/wojiuai2093/article/details/50779879