Java中的二进制表示

Question

我发现在Java中理解和处理二进制表示法很困难：

在Jon Skeet用户的帮助下，我明白了应该这样构建二进制表示法。

以下是代码示例：

public class chack {

public static void main(String[] args) {
    int num2=2;
    int num3=3;
    int num4=4;
    int num1=1;
    int nirbinary = (num1 << 24) | (num2 << 16) | (num3 << 8) | num4;
    System.out.println(nirbinary);
    String nir=  Integer.toBinaryString(nirbinary);
    System.out.println(nir);
    }
}

几个问题：

1. 如何从一个已经以二进制形式表示的int中获取num1（例如）
2. 为什么当我打印nirbinary时会得到16909060，它代表什么意思？ 如何从一个已经以二进制形式表示的int中获取num1（例如）？

谢谢

- Unknown user

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你得到的数字是不是2^24 + 22^16 + 32^8 + 4？ - Ingo

Answer 1

我不完全确定你需要什么，因此我将解释如何在Java中将整数转换为二进制字符串。

你可以像这样从整数获取二进制字符串：

int i = 1234;
String binString = Integer.toBinaryString(i);

你可以通过以下方式将字符串转换回整数：

int iNew = Integer.parseInt(binString, 2);

请注意 Integer.parseInt() 的第二个参数是数字的所需进制。2 表示二进制，8 表示八进制，10 表示十进制等。

- jberg

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谢谢您的评论。我不想使用字符串工作。我只想使用这种二进制表示，并且更有趣的是，我想知道如何从这个int nirbinary中获取num1。 - Unknown user

啊，好的。那么其他的答案可能会更有帮助 :D - jberg

Answer 2

16909060代表数字16909060。

它等于(1 * 2²⁴) + (2 * 2¹⁶) + (3 * 2⁸) + 4。

要重新获取num1，只需对结果执行相同数量的右移位操作，并掩盖其他字节（对于 num1 ^(*)不总是必要的，但对于其他操作数则必须这样做）：

int num1 = nirbinary >> 24 & 0xFF;
int num2 = nirbinary >> 16 & 0xFF;
int num3 = nirbinary >> 8 & 0xFF;
int num4 = nirbinary & 0xFF;

请注意，nirbinary不是“二进制表示”。更准确地说：它与num1、num2、num3和num4一样，没有更多或更少的二进制：所有数字（和字符、布尔值等）都以二进制形式存储。

(*) 请注意，如果num1 > 127，则您需要使用>>>来进行正确的右移，或者使用& 0xFF以确保恢复正确的值。 >>和>>>之间的区别在于插入到值的“左侧”的“新”位：使用>>它们将取决于最高值位（称为符号扩展），而使用>>>它们始终为0。

- Joachim Sauer

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谢谢您的评论。您能解释一下写& 0xFF的含义吗？这与仅写num1 = nirbinary >> 24有何区别，正如此处所建议的那样？ - Unknown user

@Nir: 对于num1来说没有区别（因为num1存储在nirbinary的最高8位中）。但是对于num2、num3和num4，这个操作则会清除掉存储其他数字的更高位（例如，如果你执行nirbinary >> 16，你将获得一些包含num2在最低8位 以及 num1在接下来的8位中的值）。& 0xFF将所有比最低8位高的位都设置为零，有效地移除了其他值。 - Joachim Sauer

Answer 3

每个int都是一个数字，它不是二进制、十六进制或十进制，它只是一个数字。语句(num1 << 24) | (num2 << 16) | (num3 << 8) | num4;是对4个int进行二进制操作，生成另一个int。这并不会改变nirbinary的表示形式为二进制，因为nirbinary没有表示形式，因为（再次强调）它只是一个数字。 Integer.toBinaryString(nirbinary)返回nirbinary的二进制表示形式，这意味着“在二进制基础上，nibinary看起来像什么”。

如果您有一个字符串，其中包含一个数字的二进制表示形式，您可以使用Integer.parseint(yourbinaryrepresentation, yourbase);获取其值，例如- Integer.parseint(nir, 2); 还有一件事：

您不能总是从nirbinary中恢复出一个数字，因为您执行了不可逆的位操作，例如：

int i1 = 5;   //binary 0101
int i2 = 4;   //binary 0100
int i3 = i1 | i2;  //binary 0101

由于它们有一个共同的位，你无法识别每个变量（i1，i2），i3可能是对另外两个数字执行“或”操作的结果：

int i1 = 1;   //binary 0101
int i2 = 4;   //binary 0100
int i3 = i1 | i2;  //binary 0101

在您的情况下，如果每个数字都小于256，您可以使用以下操作将其反转：

int myoldnumber = (nirbinary >> previousShift) & 0xff;

例如，要检索num1，您可以执行以下操作：

int retrievedNum1 = (nirbinary >> 24) & 0xff;

- MByD

Answer 4

这里不需要仅依赖于二进制或其他格式... 一个灵活的内置函数可用 它可以在您的程序中打印任何您想要的格式。

Integer.toString(int,representation);

Integer.toString(100,8)   // prints 144 --octal representation

Integer.toString(100,2)  // prints 1100100 --binary representation

Integer.toString(100,16) //prints 64  --Hex representation

Integer.toString(100,5) // prints 400  --Base 5

- Mohasin Ali

Answer 5

当处理位移和整数时，建议您以十六进制数字为基础思考，这通常会让生活变得更加容易。只需记住，8位表示1字节，1字节涵盖从0x00到0xFF的十六进制范围。

由于num1到num4小于10，因此它们的十进制表示等于它们的十六进制表示，即1 = 0x01，2 = 0x02等。 正如我告诉过你的：1字节是8位。在您的位移操作中，您总是要进行8的倍数位移。

所以，0x01 << 8 => 0x0100，0x01 << 16 => 0x010000，等等。

因此，您基本上只添加了零字节，这当然会增加值。接下来要做的是将它们进行“或”操作，即按位或。这意味着两个位域被修改，以便结果在某个位置具有1，如果至少一个输入值在那里有1，则结果为1。由于您的移位整数仅包含后面的零，因此按位或不过是将该值放在此处。

例如：

(0x01 << 8) | 0x02

0x01 << 8会生成0x0100。现在你只需用02替换最后的00，因为你或者他们：0x0102

如果您想重新创建原始int，则必须屏蔽int表示的部分（由于示例中部分不重叠，因此这很容易），然后将其移回。

例如：假设你生成了0x010203并且只想要0x02。现在，您必须掩码并将其移回0x010203>> 8，这将使02位于最后一部分。现在只需屏蔽此最后一部分0x0102&& 0xFF。这将将除最后8位之外的所有位设置为零

- Chris

Answer 6

1. 基本上是 1 * 2^24 + 2 * 2^16 + 3 * 2^8 + 4 = 16909060
2. 你可以通过执行 num1 = nirbinary >> 24 来获取 num1。

- Thomas

Answer 7

1. 你期望得到什么？
2. 从int i中获取最高有效字节：

(i >> 24) & 0xff

- Ingo