Java中的 &0xFF、~运算符

java中byte转换成int时，如果我们期望得到的int是允许>=128的无符号数，或者int需要再转换成16进制字符串，则byte需要与0xff进行与运算

int是32位的，而byte是8位的，计算机存储和通信使用的是补码

我们平时觉得编程中二进制与我们的直观认知比较一致，是因为我们接触的大部分场景是无符号正数，此时的补码与原码一致，遇到负数的情况，补码与原码差异较大，就需要好好理解，因为会与直观认知比较不一致正数的原码、反码、补码都是本身，1是00000001

负数的反码为原码除符号位外每一位取反，补码为反码+1

有符号场景下，负数-1的原码是10000001（第一个1是符号位），反码是11111110（除符号位外都取反），补码是11111111，16进制字符串为0xff

无符号场景下，正数129的原码是10000001（第一个1不是符号位），反码和补码都是10000001，16进制字符串为0x81

无符号场景下，>=128的无符号数：

0x81，期望结果是正数129，原码是10000001。由于是无符号场景，所以计算机初始存储的是10000001。在强制类型转换为int时，会补位到32位，由于java默认是有符号数，并且符号位是1，所以补1，变为11111111111111111111111110000001（反码为11111111111111111111111110000000，原码为10000000000000000000000001111111），如果不与0xff进行与运算，输出的是-127。与0xff进行与运算，由于系统认为0xff就是int，所以在与的时候，会先将byte强制类型转换为int再与运算，也就是说运算的实质是补码运算：11111111111111111111111110000001&11111111=00000000000000000000000010000001，计算机认为是正数，于是反码和原码均为00000000000000000000000010000001，于是输出129。

有符号场景下，负数需要转换成16进制字符串：

负数-1，期望结果是0xff，原码是10000001。由于是负数，于是反码是11111110，补码是11111111，也就是说计算机初始存储的是11111111，与期望结果一致。在强制类型转换为int时，会补位到32位，由于java默认是有符号数，并且符号位是1，所以补1，变为11111111111111111111111111111111（反码为11111111111111111111111111111110，原码为10000000000000000000000000000001），如果不与0xff进行与运算，输出的是0xffffffff。与0xff进行与运算，由于系统认为0xff就是int，所以在与的时候，会先将byte强制类型转换为int再与运算，也就是说运算的实质是补码运算：11111111111111111111111111111111&11111111=00000000000000000000000011111111，于是输出0xff。

~运算符，也就是按位取反，因为计算式存储的是补码，所以取反其实也是对补码取

~9的结果：

9的二进制为0000 1001，9的原码为0000 1001，9的反码为0000 1001，9的补码为0000 1001，按位取反后的补码为1111 0110，再计算按位取反后的原码，反码为1111 0101，原码为1000 1010，即-10

~-9的结果：

-9的二级制为1000 1001，-9的原码为1000 1001，-9的反码为1111 0110，-9的补码为1111 0111，按位取反后的补码为0000 1000，再计算按位取反后的原码，反码为0000 1000，原码为0000 1000，即8

参考文献：

https://blog.csdn.net/mx0418/article/details/82894579

https://blog.csdn.net/smilecall/article/details/42454471

https://www.cnblogs.com/welen/articles/4825851.html

https://www.cnblogs.com/yeahwell/p/5533571.html

https://www.cnblogs.com/yongdaimi/p/5945114.html

https://blog.csdn.net/qq_16855077/article/details/84025059