将无符号字节转换为有符号字节。

Question

在Java中，是否有一种简单而优雅的方法将无符号字节值转换为有符号字节值？例如，如果我只有int值240（二进制表示为（24位+11110000）=32位），我该如何获得此int的有符号值？

- Joeblackdev

Answer 1

在Java中，除了char外，所有原始数据类型都是有符号的。你不能拥有一个无符号的字节。

唯一可以做的就是将无符号的字节转换为整数，这样您就可以读取其正确的值：

int a = b & 0xff

如果你想在byte类型中存储一个无符号的Byte值，显然可以这样做，但每次需要“处理”它时，请记得像上面展示的那样再次将其转换。

- ostefano

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这会有什么影响？这是否意味着，如果b是32位整数，则将其与11111111进行“and”操作将复制最低的8位？谢谢。 - Joeblackdev

抱歉，我忘了提到“b”是保存在有符号字节类型中的无符号字节（唯一可用）。您始终可以将无符号字节存储在有符号字节类型中，但每次需要进行某些数学运算时都需要执行上述转换。如果您只需要检查其位，则不需要这样做。 - ostefano

我还没有明白你的意思。为什么要将字节b与0xff相与？ - Joeblackdev

这意味着你将值向上转换为另一种类型（在Java中，你不能将0xFF赋给一个字节变量），并且丢弃除右侧8位（存储值的位置）以外的所有位。 - ostefano

在Java中，所有基本类型都是有符号的。：不是真的。 char 是无符号的。 - Nayuki

@NayukiMinase 没错，我忘了那个。谢谢你指出来。 - ostefano

Answer 2

Java没有无符号值，除了char。考虑下面的代码片段：

byte val = (byte)255;
System.out.println(String.valueOf(val));

结果将是-1，因为最低的8位被复制到了字节变量中。

- Tassos Bassoukos

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我明白你的意思。在Java中，int类型是32位的，所以最低的8位会被复制，对吗？ - Joeblackdev

是的。在这里，“最低位”指的是具有最低位置值（2^n）的位。因此，具有位置值2^0 - 2^7的位被复制，但具有值2^8或更高的位被丢弃。由于这是Java，您不需要担心字节序。 - Tassos Bassoukos

另外，如果您想使用无符号值进行处理，请按照@ostefano编写的方式操作 - 在任何情况下，Java都会针对int、short和byte进行整数运算。 - Tassos Bassoukos

Java没有无符号的值：不准确。char是无符号类型。 - Nayuki

Answer 3

以下是如何存储和转换无符号字节值的方法：

byte b = (byte) 144; // binary value = 10010000

如果将 b 转换为 int，以下情况会发生：

int i = b;
System.out.println("value: "+i);  
System.out.println("binary: " + Integer.toBinaryString(i));

输出：

value: -112 <- Incorrect value
binary: 11111111111111111111111110010000 

为什么会出现这种情况？在Java中，字节是有符号的，而且b是负数，所以强制类型转换操作从左边用1填充生成的整数。更多关于Java数据格式的信息。

那么我们如何从-112恢复到正确的值144呢？我们需要一个32位的位掩码，可以使用int创建：

int mask = 0x000000FF; // This is often shortened to just 0xFF

现在我们可以使用位运算符&来“清除”最左边的24位，只留下我们原始的8位。

int unsignedValue = b & mask; // value = 144

我们原始的值为144已经恢复，并且可以安全地转换回一个字节：

byte original = (byte) unsignedValue;

- donturner

Answer 4

public int getUnsignedByte(byte[] bytes, int offset) {
    return (bytes[offset] & 0xFF);
}

应该做好这项工作。

- omnomnom

Answer 5

Java 只支持有符号字节，因此无论何时您在 byte 中放置一个值，它都被认为是有符号的。

byte b = (byte) 240;

然而，如果您想存储无符号字节，则需要自己处理（即Java不支持但您可以实现）。对于像+、-、*、<<、>>>、==、!=、~这样的操作，您不需要更改任何内容。对于像<、>这样的操作，您需要进行微小的调整，而对于像/、%这样的操作，您需要使用更大的数据类型。一个常见的替代方案是使用更大的数据类型，如int来存储0-255的值。这样做没有太多的缺点。

- Peter Lawrey