Java 将有符号字节转换为无符号字节

参考自：《Java – Convert bytes to unsigned bytes》

无符号字节，实际上就是 0~255。但Java没有无字节符号数据类型，byte是8位带符号（正和负）数据类型，其值从-128（-2⁷）到127（2⁷-1）。

在Java中如何将有符号字节转换为无符号字节？

byte b = -1;

咱们拿-1为例，其二进制可表示为：

1111 1111

首先，我们可以将byte（8位）转换为int（32位）。

// 代表 byte -1（8位）
1111 1111
// byte --> int
// 代表 int -1（32位）
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

接着，把 int -1（32位）和0xff进行位与&运算

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 // int -1（32位）
// &
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 // 0xff（32位）
// =
0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 // 屏蔽掉左边24位，以获取最后8位

我们取出最后8位，并转换为十进制：

1	1	1	1	1	1	1	1
27	26	25	24	23	22	21	20

1×2⁷ + 1×2⁶ + 1×2⁵ + 1×2⁴ + 1×2³ + 1×2² + 1×2¹ + 1×2⁰
= 128+64+32+16+8+4+2+1
= 255

来看看 Java 代码如何编写：

byte b = -1;
int number = b & 0xff;
System.out.println(number);
// 输出 255

到这里，咱们就 -128 ~ 127 计算整理出一个《有符号与无符号字节对照表》

字节	无符号字节
1	1
2	2
…	…
127	127
-128	128
-127	129
-126	130
…	…
-2	254
-1	255

为什么要将8位byte转换为32位int?

Java使用二进制补码来表示带符号的数字（正、负号），最左边的位表示符号（0表示正数，1表示负数），其余位表示 111 1111 … 000 0001，即-128 ~ 127；8位byte，只有7位用于存储，剩余的 128 ~ 255无法容纳在一个byte中，因此我们需要将期转换为32位无符号整数，以获得更多空间（位）。

Java 8

Java 8 以后针对byte，java.lang.Byte提供了Byte.toUnsignedInt(byte x)和Byte.toUnsignedLong(byte x)，采用了与我们上面相同的方法，将有符号字节转换为无符号整数。

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