業(yè)務(wù)處理上，有時會直接對字節(jié)進行操作。例如實現(xiàn)私有協(xié)議，對校驗位進行檢測，敏感數(shù)據(jù)加密等。博主查了 一下網(wǎng)上的資料，發(fā)現(xiàn)有不少都是錯誤的。甚至連《Thinking in Java》的解釋都很令人困惑，以下是從書中摘錄的原文：

如果對char、byte或者short類型的數(shù)值驚醒移位處理，那么在移位之前，他們會被轉(zhuǎn)換為int類型，并且得到的結(jié)果也是一個int類型。只有數(shù)值右端的低5位才有用。

當(dāng)時讀到這一句的時候，我理解了很久，至今沒有明白“只有數(shù)值右端的低5位才有用”的含義。理解字節(jié)處理的基本方法就是動手操作，下面我會結(jié)合用例進行解釋。

首先，我們需要理解幾個基礎(chǔ)概念。一般來說，字節(jié)是我們可以用語言處理的最小對象，無論是C/C++還是Java都沒有直接提供bit類型。1 byte = 8 bit，除去最左側(cè)的符號位1byte可以描述的范圍是：-128 ~ 127。但是在大多數(shù)的業(yè)務(wù)處理中，我們通常會采用無符號位，即用1byte表示：0 ~ 255。其次，常見的移位操作符有左移（<<） 和右移 （>>），比較容易忽視的是右移操作，如果最左側(cè)的符號位為1則右移是在高位插入的是——1。因此Java中增加了一種“無符號”右位移操作符>>>，通常用不上了解即可。最后，如果我們采用byte[]來表示一種數(shù)據(jù)類型，數(shù)組下標(biāo)從小到大即內(nèi)存地址的從低位到高位。記住這個概念非常重要，后面我會引入大端模式與小端模式。

為了讓大家理解以上概念，下面看兩個例子：

1. 假設(shè)byte x = 127，對它執(zhí)行左移1位的操作 x = ?

byte x = 127; x <<= 1; System.out.println(Integer.toHexString(x));

在代碼執(zhí)行之前我們先使用計算器計算一下：BIN(1111 1110) HEX(FE)，代碼的執(zhí)行結(jié)果為：FFFFFFFE。原因是對x左移1位超出了byte的表示范圍，Java自動在左側(cè)補位，由于最高位是1，因此我們獲得了一個怪異的結(jié)果。那么有什么辦法得到一個正確的結(jié)果呢？

byte x = 127; x <<= 1; System.out.println(Integer.toHexString(x & 0xFF));

2. 假設(shè)byte x = 1，對它執(zhí)行左移32位的操作 x = ?

byte x = 1; System.out.println(x << 32);

答案是1。這個結(jié)論比較怪異而且確實是一個坑，大家只需要記住：對一個int值來說，左移32位等于它的原始值；對于一個long值來說，左移64位等于它的原始值。

在理解了這些基本概念以后，我們已經(jīng)做好了進入字節(jié)世界的準(zhǔn)備。

我們?nèi)绾斡?個字節(jié)的大端模式表示一個整型變量？

對大端模式的定義為：數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中。這個說法很繞而且也不利于理解，對于數(shù)字常量來說0x1234，1即為高位，4即為低位。而對于byte[4]來說，bs[0]即為地址低位，bs[3]即為地址高位。這樣看來就很清楚了。大端模式符合人們的閱讀模式。

int i = 0x1234; byte[] bs = new byte[4]; bs[3] = (byte) (i & 0xFF); bs[2] = (byte) (i >> 8 & 0xFF); bs[1] = (byte) (i >> 16 & 0xFF); bs[0] = (byte) (i >> 24 & 0xFF);for(byte b : bs) {System.out.println(Integer.toHexString(b)); }

更抽象的算法，大家可以在理解了上面的例子以后自己封裝。

反過來我們將以大端模式生成的4個字節(jié)還原為一個整型數(shù)？

int x = bs[3] & 0xFF; x |= bs[2] & 0xFF << 8; x |= bs[1] & 0xFF << 16; x |= bs[0] & 0xFF << 24;System.out.println(Integer.toHexString(x));

注意：為了得到正確的結(jié)果，我們在對byte進行移位前一定要先做位與（&）操作。

接下來我們需要升級問題，將一個8個字節(jié)寬度的符合大端模式的字節(jié)數(shù)組還原為一個長整型數(shù)。

long x = bs[7] & 0xFF; x |= (bs[6] & 0xFF) << 8; x |= (bs[5] & 0xFF) << 16; x |= (bs[4] & 0xFF) << 24; x |= (bs[3] & 0xFF) << 32; x |= (bs[2] & 0xFF) << 40; x |= (bs[1] & 0xFF) << 48; x |= (bs[0] & 0xFF) << 56; System.out.println(Long.toHexString(x));

?

似乎我們很容易按照整型的轉(zhuǎn)換方式得到以上算法。不幸的是，這樣做是錯誤的。如果這個byte[]表示的數(shù)字范圍超過整型數(shù)的上限，我們將無法獲得正確的長整型數(shù)。原因是Java默認在對byte進行移位操作前會轉(zhuǎn)換為int類型，還記得上面我們讓大家記住“對一個int值來說，左移32位等于它的原始值”嗎？正確的做法應(yīng)該是這樣：

long x = bs[7] & 0xFF; x |= ((long)bs[6] & 0xFF) << 8; x |= ((long)bs[5] & 0xFF) << 16; x |= ((long)bs[4] & 0xFF) << 24; x |= ((long)bs[3] & 0xFF) << 32; x |= ((long)bs[2] & 0xFF) << 40; x |= ((long)bs[1] & 0xFF) << 48; x |= ((long)bs[0] & 0xFF) << 56; System.out.println(Long.toHexString(x));

?

至此我們應(yīng)該可以很輕松的解決有關(guān)字節(jié)轉(zhuǎn)換的各種難題了，但是上面的這些算法未免顯得太不優(yōu)美，幸虧Java早就為我們想到了這一點。本著不要重復(fù)造輪子的觀點，我提供了一套工具。

/*** 任意字節(jié)寬度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)整型數(shù)*/ public static int bytesToInt(byte[] bytes, int byteNum, ByteOrder order) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4);buffer.order(order);buffer.put(bytes, 0, bytes.length);buffer.put(new byte[buffer.limit() - byteNum], 0, buffer.limit() - byteNum);buffer.flip();return buffer.getInt(); }/*** 長整型數(shù)轉(zhuǎn)換為指定字節(jié)寬度*/ public static byte[] longToBytes(long x, int byteNum, ByteOrder order) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8);buffer.order(order);buffer.putLong(0, x);return Arrays.copyOfRange(buffer.array(), 0, byteNum); }/*** 任意字節(jié)寬度轉(zhuǎn)換為長整型*/ public static long bytesToLong(byte[] bytes, int byteNum, ByteOrder order) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8);buffer.order(order);buffer.put(bytes, 0, bytes.length);buffer.put(new byte[buffer.limit() - byteNum], 0, buffer.limit() - byteNum);buffer.flip();return buffer.getLong(); }/*** 長整型數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的8字節(jié)寬度*/ public static byte[] longToBytes(long x, ByteOrder order) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8);buffer.order(order);buffer.putLong(0, x);return buffer.array(); }/*** 標(biāo)準(zhǔn)8字節(jié)寬度轉(zhuǎn)換為長整型數(shù)*/ public static long bytesToLong(byte[] bytes, ByteOrder order) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(8);buffer.order(order);buffer.put(bytes, 0, bytes.length);buffer.flip();return buffer.getLong(); }/*** 整型數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)4字節(jié)寬度*/ public static byte[] intToBytes(int x, ByteOrder order) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4);buffer.order(order);buffer.putInt(0, x);return buffer.array(); }/*** 標(biāo)準(zhǔn)4字節(jié)寬度轉(zhuǎn)換為整型數(shù)*/ public static int bytesToInt(byte[] bytes, ByteOrder order) {ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4);buffer.order(order);buffer.put(bytes, 0, bytes.length);buffer.flip();return buffer.getInt(); }

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/learnhow/p/10800153.html

總結(jié)

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