Java中byte与short、int、long互转(包含大端,小端)

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Java中byte与short、int、long互转(包含大端,小端)

/**
     * 将int转为高字节在前,低字节在后的byte数组(大端)
     * @param n int
     * @return byte[]
     */
    public static byte[] intToByteBig(int n) {
        byte[] b = new byte[4];
        b[3] = (byte) (n & 0xff);
        b[2] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
        b[1] = (byte) (n >> 16 & 0xff);
        b[0] = (byte) (n >> 24 & 0xff);
        return b;
    }
 /**
  * 将int转为低字节在前,高字节在后的byte数组(小端)
  * @param n int
  * @return byte[]
  */
    public static byte[] intToByteLittle(int n) {
        byte[] b = new byte[4];
        b[0] = (byte) (n & 0xff);
        b[1] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
        b[2] = (byte) (n >> 16 & 0xff);
        b[3] = (byte) (n >> 24 & 0xff);
        return b;
    }
    /**
     * byte数组到int的转换(小端)
     * @param bytes
     * @return
     */
    public static int bytes2IntLittle(byte[] bytes )
    {
        int int1=bytes[0]&0xff;
        int int2=(bytes[1]&0xff)<<8;
        int int3=(bytes[2]&0xff)<<16;
        int int4=(bytes[3]&0xff)<<24;

        return int1|int2|int3|int4;
    }
    /**
     * byte数组到int的转换(大端)
     * @param bytes
     * @return
     */
    public static int bytes2IntBig(byte[] bytes )
    {
        int int1=bytes[3]&0xff;
        int int2=(bytes[2]&0xff)<<8;
        int int3=(bytes[1]&0xff)<<16;
        int int4=(bytes[0]&0xff)<<24;

        return int1|int2|int3|int4;
    }
    /**
     * 将short转为高字节在前,低字节在后的byte数组(大端)
     * @param n short
     * @return byte[]
     */
    public static byte[] shortToByteBig(short n) {
        byte[] b = new byte[2];
        b[1] = (byte) (n & 0xff);
        b[0] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
        return b;
    }

    /**
     * 将short转为低字节在前,高字节在后的byte数组(小端)
     * @param n short
     * @return byte[]
     */
    public static byte[] shortToByteLittle(short n) {
        byte[] b = new byte[2];
        b[0] = (byte) (n & 0xff);
        b[1] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
        return b;
    }
    /**
     *  读取小端byte数组为short
     * @param b
     * @return
     */
    public static short byteToShortLittle(byte[] b) {
        return (short) (((b[1] << 8) | b[0] & 0xff));
    }
    /**
     *  读取大端byte数组为short
     * @param b
     * @return
     */
    public static short byteToShortBig(byte[] b) {
        return (short) (((b[0] << 8) | b[1] & 0xff));
    }
    /**
     * long类型转byte[] (大端)
     * @param n
     * @return
     */
    public static byte[] longToBytesBig(long n) {
        byte[] b = new byte[8];
        b[7] = (byte) (n & 0xff);
        b[6] = (byte) (n >> 8  & 0xff);
        b[5] = (byte) (n >> 16 & 0xff);
        b[4] = (byte) (n >> 24 & 0xff);
        b[3] = (byte) (n >> 32 & 0xff);
        b[2] = (byte) (n >> 40 & 0xff);
        b[1] = (byte) (n >> 48 & 0xff);
        b[0] = (byte) (n >> 56 & 0xff);
        return b;
    }
    /**
     * long类型转byte[] (小端)
     * @param n
     * @return
     */
    public static byte[] longToBytesLittle(long n) {
        byte[] b = new byte[8];
        b[0] = (byte) (n & 0xff);
        b[1] = (byte) (n >> 8  & 0xff);
        b[2] = (byte) (n >> 16 & 0xff);
        b[3] = (byte) (n >> 24 & 0xff);
        b[4] = (byte) (n >> 32 & 0xff);
        b[5] = (byte) (n >> 40 & 0xff);
        b[6] = (byte) (n >> 48 & 0xff);
        b[7] = (byte) (n >> 56 & 0xff);
        return b;
    }
       /**
     * byte[]转long类型(小端)
     * @param array
     * @return
     */
    public static long bytesToLongLittle( byte[] array )
    {
        return ((((long) array[ 0] & 0xff) << 0)
                | (((long) array[ 1] & 0xff) << 8)
                | (((long) array[ 2] & 0xff) << 16)
                | (((long) array[ 3] & 0xff) << 24)
                | (((long) array[ 4] & 0xff) << 32)
                | (((long) array[ 5] & 0xff) << 40)
                | (((long) array[ 6] & 0xff) << 48)
                | (((long) array[ 7] & 0xff) << 56));
    }

    /**
     * byte[]转long类型(大端)
     * @param array
     * @return
     */
    public static long bytesToLongBig( byte[] array )
    {
        return ((((long) array[ 0] & 0xff) << 56)
                | (((long) array[ 1] & 0xff) << 48)
                | (((long) array[ 2] & 0xff) << 40)
                | (((long) array[ 3] & 0xff) << 32)
                | (((long) array[ 4] & 0xff) << 24)
                | (((long) array[ 5] & 0xff) << 16)
                | (((long) array[ 6] & 0xff) << 8)
                | (((long) array[ 7] & 0xff) << 0));
    }

大端和小端

举一个例子,比如数字0x12 34 56 78在内存中的表示形式。

1)大端模式:Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。(其实大端模式才是我们直观上认为的模式,和字符串存储的模式差类似)即正序排列,高尾端;

低地址 --------------------> 高地址

0x0A | 0x0B | 0x0C | 0x0D

Java中byte与short、int、long互转(包含大端,小端)_第1张图片

2)小端模式:Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。即逆序排列,低尾端;

低地址 --------------------> 高地址

0x0D | 0x0C | 0x0B | 0x0A

Java中byte与short、int、long互转(包含大端,小端)_第2张图片

无论是小端模式还是大端模式,每个字节内部都是按顺序排列。

一般操作系统都是小端,而通讯协议是大端的。

实际中的例子

虽然很多时候,字节序的工作已由编译器完成了,但是在一些小的细节上,仍然需要去仔细揣摩考虑,尤其是在以太网通讯、MODBUS通讯、软件移植性方面。这里,举一个MODBUS通讯的例子。在MODBUS中,数据需要组织成数据报文,该报文中的数据都是大端模式,即低地址存高位,高地址存低位。假设有一16位缓冲区m_RegMW[256],因为是在x86平台上,所以内存中的数据为小端模式:m_RegMW[0].low、m_RegMW[0].high、m_RegMW[1].low、m_RegMW[1].high……
为了方便讨论,假设m_RegMW[0] = 0x3456; 在内存中为0x56、0x34。
现要将该数据发出,如果不进行数据转换直接发送,此时发送的数据为0x56,0x34。而Modbus是大端的,会将该数据解释为0x5634而非原数据0x3456,此时就会发生灾难性的错误。所以,在此之前,需要将小端数据转换成大端的,即进行高字节和低字节的交换,此时可以调用步骤五中的函数BigtoLittle16(m_RegMW[0]),之后再进行发送才可以得到正确的数据。

& 0xff 的作用

取得低八位
通常配合移位操作符>>使用

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