為何與0xff進行與運算

在剖析該問題前請看如下程式碼

public static String bytes2HexString(byte[] b) {

  String ret = "";

  for (int i = 0; i < b.length; i++) {

   String hex = Integer.toHexString(b[ i ] & 0xFF);

   if (hex.length() == 1) {

    hex = '0' + hex;

   }

   ret += hex.toUpperCase();

  }

  使用以下的語句,就可以區分使用&0xff和不使用的區別了

  System.out.println(Integer.toBinaryString(b & 0xff)); 輸出結果:000000000000000000000000 11010110

  System.out.println(Integer.toBinaryString(b)); 輸出結果:       111111111111111111111111 11010110

  return ret;

}

程式碼解析:

注意這裡b[ i ] & 0xFF將一個byte和 0xFF進行了與運算。

b[ i ] & 0xFF運算後得出的仍然是個int,那麼為何要和 0xFF進行與運算呢?直接 Integer.toHexString(b[ i ]);

將byte強轉為int不行嗎?答案是不行的.

其原因在於:

1.byte的大小為8bits而int的大小為32bits

2.java的二進位制採用的是補碼形式

byte是一個位元組儲存的,有8個位,即8個0、1。

8位的第一個位是符號位,

也就是說0000 0001代表的是數字1

1000 0000代表的就是-1

所以正數最大位0111 1111,也就是數字127

負數最大為1111 1111,也就是數字-128

上面說的是二進位制原碼,但是在java中採用的是補碼的形式,下面介紹下什麼是補碼

1、反碼:

一個數如果是正,則它的反碼與原碼相同;

    一個數如果是負,則符號位為1,其餘各位是對原碼取反;

舉個例子:2 二進位制嗎為 00000010,因為是正數,所以其反碼也是 00000010

如果是-2那麼,就要把最高位變為1,其他7位按照其正數的位置取反。

2、補碼:利用溢位,我們可以將減法變成加法:

對於十進位制數,從9得到5可用減法:

    9-4=5    因為4+6=10,我們可以將6作為4的補數

    改寫為加法:

    +6=15(去掉高位1,也就是減10)得到5.

    對於十六進位制數,從c到5可用減法:

    c-7=5    因為7+9=16 將9作為7的補數

    改寫為加法:

    c+9=15(去掉高位1,也就是減16)得到5.

在計算機中,如果我們用1個位元組表示一個數,一個位元組有8位,超過8位就進1,在記憶體中情況為(100000000),進位1被丟棄。

⑴一個數為正,則它的原碼、反碼、補碼相同

⑵一個數為負,剛符號位為1,其餘各位是對原碼取反,然後整個數加1

- 1的原碼為                10000001

- 1的反碼為                11111110

                                                   + 1

- 1的補碼為                11111111

0的原碼為                  00000000

0的反碼為                  11111111(正零和負零的反碼相同)

                                          +1

0的補碼為                  100000000(舍掉打頭的1,正零和負零的補碼相同)

Integer.toHexString的引數是int,如果不進行&0xff,那麼當一個byte會轉換成int時,由於int是32位,

而byte只有8位這時會進行補位,例如補碼11111111的十進位制數為-1

轉換為int時變為11111111 11111111 11111111 11111111好多1啊,呵呵!

即0xffffffff但是這個數是不對的,這種補位就會造成誤差。

和0xff相與後,高24位元就會被清0了,結果就對了。

Java中的一個byte,其範圍是-128~127的,而Integer.toHexString的引數本來是int,如果不進行&0xff,

那麼當一個byte會轉換成int時,對於負數,會做位擴充套件,舉例來說,一個byte的-1(即0xff),

會被轉換成int的-1(即0xffffffff),那麼轉化出的結果就不是我們想要的了。

而0xff預設是整形,所以,一個byte跟0xff相與會先將那個byte轉化成整形運算,這樣,

結果中的高的24個位元就總會被清0,於是結果總是我們想要的。

0xFF (十進位制1)

二進位制碼:00000000 00000000 00000000 11111111

與 0xff 做 & 運算會將 byte 值變成 int 型別的值,也將 -128~0 間的負值都轉成正值了。

char c = (char)-1 & 0xFF;

char d = (char)-1;

System.out.println((int)c); 255

System.out.println((int)d); 65535

java中的數值是int,所以0xFF是int,而byte是有符號數,int亦然,直接由byte升為int,符號自動擴充套件,

而進行了& 0xFF後,就把符號問題忽略掉了,將byte以純0/1地引用其內容,所以要0xFF,不是多餘的,

你用一些Stream讀取檔案的byte就知道了,我昨天搞了一天,就不明白為什麼讀出來的數某些byte會

在移位後錯誤的,就是因為這個原因.

把number轉換為二進位制,只取最低的8位(bit)。因為0xff二進位制就是1111 1111

& 運算是,如果對應的兩個bit都是1,則那個bit結果為1,否則為0.

比如 1010 & 1101 = 1000 (二進位制)

由於0xff最低的8位是1,因此number中低8位中的&之後,如果原來是1,結果還是1,原來是0,結果位還

是0.高於8位的,0xff都是0,所以無論是0還是1,結果都是0.

轉載路徑：

http://jingyan.baidu.com/article/215817f7d6f9881eda1423f9.html