为什么在 JAVA 中按位与字节相加？

Question

我在搞乱按位运算符，我试图将一个负字节转换为一个无符号的 8 位值，这就是人们的建议：

System.out.println(-20 & 0xFF); //bitwise AND on negative number and 255 

所以，这完美运行，并返回 236，但为什么呢？就我而言：

00010100 //binary representation of -20
11111111 //binary representation of 0xFF or 255
--------
00010100 //it returns the same exact thing, so it's either -20 or 20

为什么有效？我想我错过了一些非常简单的东西，但我似乎无法掌握它。

此外，如果我使用低于 256 的正数执行此操作，它会返回相同的数字。我似乎无法理解 Java 对这些数字的作用。

Answer 1

Java 中的文字采用int 的形式。所以当你说-20 & 0xFF 时，会发生这种情况：

  11111111 11111111 11111111 11101100 //-20 -ve nos are stored in 2's compliment form
& 00000000 00000000 00000000 11111111 // 0xFF 
  -------- -------- -------- --------
  00000000 00000000 00000000 11101100 // 236

由于负值以 2 的补码形式存储，因此得到的值为 236。

当您执行20 & 0xFF 时，会发生这种情况：

  00000000 00000000 00000000 00010100 // 20 -ve nos are stored in 2's compliment form
& 00000000 00000000 00000000 11111111 // 0xFF 
  -------- -------- -------- --------
  00000000 00000000 00000000 00010100 // 20

Answer 2

一个字节是一个 8 位的有符号值，可以在 -128 到 127 的范围内。

最左边的位用作符号位。

System.out.println(-20 & 0xFF);与字节无关，这是一个int操作。

-20的二进制表示，作为一个字节是：1110_1100

1110_1100 & 1111_1111 = 1110_1100

如果你想要无符号，有 char 可以玩，但你不会高兴的。实际上，Java 没有无符号。

负数以'2s Complement'形式存储，例如：

1111_1111 == -1

但是为什么呢？

2s补码下做负数，所有位翻转（1s补码）加1（2s补码-两次运算）

所以

 0000_0000 - Zero
-0000_0001 - minus one
 ---------
 1111_1110 - Ones complement - (this would be xor 1111_1111)
+0000_0001 - plus one - we're converting to 2s complement, not doing math
 ---------
 1111_1111 - -1 in 2s complement