为什么在java中左移改变符号值答案

【问题标题】：Why left shifting in java changing the sign value为什么在java中左移改变符号值
【发布时间】：2016-02-24 08:42:17
【问题描述】：

我正在研究java。我想知道为什么 java 会产生这个输出。我在这里分享代码。

public class vvn {

    public static void main(String[] args)
    {
        byte [] arr = new byte[4];
        arr[0] = (byte)157;
        arr[1] = 1;
        arr[2] = 0;
        arr[3] = 0;
        System.out.format("read 0x%x 0x%x 0x%x 0x%x \n",arr[3],arr[2],arr[1],arr[0]);
        int v = (arr[0] | (arr[1] << 8) | (arr[2] << 16) | (arr[3] << 24));
        System.out.format("read 0x%x\n",v);

    }

}

我得到的输出为

read 0x0 0x0 0x1 0x9d 
read 0xffffff9d

我预计输出应该是 0x0000019d

【问题讨论】：

来自 java doc byte：byte 数据类型是一个 8 位有符号二进制补码整数。它的最小值为 -128，最大值为 127（含）。 byte 数据类型可用于在大型数组中节省内存，其中内存节省实际上很重要。它们也可以用来代替 int ，它们的限制有助于澄清您的代码；变量的范围有限这一事实可以作为一种文档形式。
基本上我是从一个文件中读取的，使用数据输入流每 1 个字节读取 4 次。有什么办法可以做到这一点。我优先考虑字节序
@wn 读取一个整数然后调用Integer.reverseBytes(x);

标签： java byte-shifting

【解决方案1】：

您正在从字节（有符号 8 位）转换为整数（有符号 32 位）。最高有效位（最左边的一位）持有符号（请参阅two's complement）。

您的157 是二进制的10011101。由于您将此值分配给 有符号字节（java 没有无符号字节），因此这实际上是一个负数，-99。

现在，当您从 byte 转换为 int 时，会保留该值。在负数的情况下，这意味着将所有位设置到左侧以保持符号性。在您的情况下，10011101 变为 11111111 11111111 11111111 10011101。

无论如何，在 java 中使用无符号字节是一场噩梦。基本上，您需要像这样用 0xff 屏蔽所有内容（以切断“左侧的”）：

int v = ((arr[0] & 0xff) |
    ((arr[1] & 0xff) << 8) |
    ((arr[2] & 0xff) << 16) |
    ((arr[3] & 0xff) << 24));

很漂亮，不是吗？

更新1：另外，你可能对Guava的UnsignedBytes感兴趣...

更新 2： Java 8 Byte 具有 toUnsignedInt() 和 toUnsignedLong() 方法。因此，您的计算变为：

int v = (Byte.toUnsignedInt(arr[0]) |
    (Byte.toUnsignedInt(arr[1]) << 8) |
    (Byte.toUnsignedInt(arr[2]) << 16) |
    (Byte.toUnsignedInt(arr[3]) << 24));

【讨论】：

【解决方案2】：

看。你的表达(arr[1] 等于 Ox100。所以，你需要额外的 Ox9d，十进制是 157。不幸的是，字节 diapasone 是 [-128; 127]。所以，不可能从字节中得到 157。你的 a[0] 等于-99。

【讨论】：

【解决方案3】：

因为最左边的数字是为符号保留的，所以当你向左移动时，当你提交溢出时符号会改变。

【讨论】：

我怀疑“当你向左移动时，标志会改变”是否属实。
当我们向左移动时，我认为标志不会改变。
为了完整而修改了我的答案。

【解决方案4】：

在 Java 中，byte 类型是从 -128 到 127 的有符号值。这意味着 (byte)157 导致溢出，实际上等于 -99。当您输出字节的十六进制值时并不明显，因为-99（有符号）和157（无符号）的二进制表示是相等的（格式转换%x 将该值解释为无符号值）。

但是，一旦在表达式中使用它，byte 的值就会提升为 int。而 -99 作为 int 的十六进制表示是0xffffff9d。您可以通过在程序中添加以下行来看到这一点：

System.out.format("0x%x \n", (int)arr[0]);

【讨论】：

【解决方案5】：

我认为问题在于 java 中的按位运算是在 ints 上执行的所以当你使用

arr[0] | ...

arr[0] 被转换为int。所以不是预期的0x9d，而是0xffffff9d 所以解决你需要&0xff掩码的问题，例如

int v = ((arr[0] & 0xff) | ((arr[1] & 0xff) << 8) | ...;

【讨论】：