byte數組轉float實現與byte轉換其它類型時進行&運算原理


下面是將byte數組轉換為float的實現

    public static float getFloat(byte[] b) { 
        int accum = 0; 
        accum = accum|(b[0] & 0xff) << 0;
        accum = accum|(b[1] & 0xff) << 8; 
        accum = accum|(b[2] & 0xff) << 16; 
        accum = accum|(b[3] & 0xff) << 24; 
        System.out.println(accum);
        return Float.intBitsToFloat(accum); 
    }

注:上面的byte數組轉float的實現,其實就是C#中的BitConvetor.toSingle();方法!

 

byte轉換其它類型時進行&運算原理:

在剖析該問題前請看如下代碼

    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();
        }
        return ret;
    }

上面是將byte[]轉化十六進制的字符串,注意這里b[i] & 0xFF將一個byte和 0xFF進行了與運算,然后使用Integer.toHexString取得了十六進制字符串,可以看出
b[i] & 0xFF運算后得出的仍然是個int,那么為何要和 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的二進制采用的是補碼形式

在這里先溫習下計算機基礎理論

byte是一個字節保存的,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

上面說的是二進制原碼,但是在java中采用的是補碼的形式,下面介紹下什么是補碼

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,其余各位是對原碼取反;

2、補碼:利用溢出,我們可以將減法變成加法
       對於十進制數,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:
       9+6=15(去掉高位1,也就是減10)得到5.

       對於十六進制數,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個字節表示一個數,一個字節有8位,超過8位就進1,在內存中情況為(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,其余各位是對原碼取反,然后整個數加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的參數是int,如果不進行&0xff,那么當一個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的十進制數為-1轉換為int時變為11111111111111111111111111111111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相與后,高24比特就會被清0了,結果就對了。

 


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