在Java中将字节转换为整数的最优雅方法是什么？

Question

示例代码：

int a = 255;
byte b = (byte) a;
int c = b & 0xff; // Here be dragons
System.out.println(a);
System.out.println(b);
System.out.println(c);

我们从整数值255开始，将其转换为一个字节（变成-1），然后使用一个神奇的公式将其转换回int。预期输出结果为：

255
-1
255

我想知道这个 a & 0xff 是否是最优雅的转换方式。例如，checkstyle 就会抱怨在这个位置使用魔法数字并且不建议忽略该值进行此检查，因为在其他地方255可能真的是应该避免使用的魔法数字。而且自己定义一个常量来处理这样的东西也很烦人。所以我想知道是否有标准方法在JRE中可以代替这种转换？或者已经定义了具有最高无符号字节值的常量（类似于Byte.MAX_VALUE是最高有符号值）？

因此，为了让问题简短：如何将字节转换为整数而不使用魔法数字？

好吧，到目前为止提到了以下几种可能性：

• 继续使用& 0xff并忽略checkstyle中的魔法数字255。缺点：其他可能在一些其他范围（而非位运算）使用该数字的地方也将不进行检查。优点：简短易读。
• 为其定义自己的常量，然后使用代码& SomeConsts.MAX_UNSIGNED_BYTE_VALUE。缺点：如果我需要在不同的类中使用它，则必须定义自己的常量类。优点：这里没有魔法数字。
• 进行一些聪明的数学计算，例如b& ((1 << Byte.SIZE) - 1)。编译器输出最可能相同，因为它被优化为一个常量值。缺点：代码很长，难以阅读。优点是：只要1未被定义为魔法数字（checkstyle默认忽略它），我们就没有魔法数字，也不需要定义自定义常量。而且如果有一天重新定义字节为16位（开玩笑），那么它仍然有效，因为Byte.SIZE将变为16而不是8。

还有更多想法吗？也许会有其他比上述方法更短并且只使用0和1之类的数字的聪明位运算吗？

- kayahr

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我不太确定你真正想在这里做什么，或者说，为什么要这样做。警告：不要混合字节和字符！一个字节只能容纳7位ASCII字符，而不是Java字符！ Unicode字符宽度为21位，而不仅仅是7位，甚至不是15/16位。在大多数情况下，Java内部将字符表示为可变宽度（即1或2）的UTF-16代码单元（例外：java.unit.regex必须使用UTF-32进行模式匹配）。你不能合理地屏蔽/保存21位数量中的低7位，然后留下任何明智和有意义的东西。 - tchrist

@tchrist：我这里从未提到字符。只是字节。8位字节。没有多余的，也没有少的。 - kayahr

好的，但是要使用有符号的8位数。 - tchrist

@tchrist：不，我说的是UNSIGNED字节。我知道Java字节是有符号的（这在Java中是非常令人烦恼的事实。很遗憾，“unsigned”关键字作为Oak规范的一部分从未被实现...）所以这个话题是关于将无符号字节转换为int。对于有符号字节，我不需要任何魔法。 - kayahr

Answer 1

这是进行该转换的标准方式。如果您想要摆脱checkstyle的投诉，请尝试定义一个常量，它可能会有所帮助:

 public final static int MASK = 0xff;

顺便提一下，这仍然是一种自定义转换。 byte 是一种有符号数据类型，因此 byte 永远无法存储值 255。 一个字节可以存储位模式 1111 1111，但这表示整数值 -1。

实际上，你正在进行位运算-并且位运算总是需要一些神奇的数字。

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顺便说一下：是的，有一个Byte.MAX_VALUE常量，但是由于byte是有符号的，它被定义为2的7次幂减1（= 127）。因此在你的情况下不起作用。你需要一个值为-1的字节常量。

- Andreas Dolk

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看起来没有更多的想法了。所以我接受得票最高的那一个。谢谢大家的意见。 - kayahr

Answer 2

忽略checkstyle。 0xFF 不是一个魔数。如果你为它定义一个常量，那么这个常量就是一个魔数，比起 0xFF 本身来说要不易懂得多。如果任何程序员在近几个世纪受过教育，他应该比了解女友更加熟悉 0xFF。

我们应该这样编写代码吗？

for(int i = Math.ZERO; ... )

- irreputable

Answer 3

Java 8提供了Byte.toUnsignedInt和Byte.toUnsignedLong（可能用于非常大的字节）方法：

byte b = (byte)255;
int c = Byte.toUnsignedInt(b); // 255
long asLong = Byte.toUnsignedLong(b); // 255

- Nigel Tufnel

Answer 4

Guava来拯救我们了。

com.google.common.primitives.UnsignedBytes.toInt

（注：该链接为英文内容，无法翻译）

- Michal Čizmazia

Answer 5

我写了一个这样的方法：

public static int unsigned(byte x) {
    return int (x & 0xFF);
}

这个函数也可以重载为short和int参数（其中int会扩展为long）。

你可以使用Byte.MAX_VALUE + Byte.MAX_VALUE + 1代替0xFF，以避免FindBug的警告，但我认为这是一种混淆。而且很容易出错（参见以前的版本）。

- maaartinus

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Byte.MAX_VALUE+Byte.MAX_VALUE是254而不是255。我本可以使用(Byte.MAX_VALUE << 1) + 1代替(1已经被checkstyle定义为非魔法数字)，但是...好吧...不用 :-) - kayahr

谢谢更正，实际上，像Byte.ALL_ONES这样的常量会很好。 - maaartinus

@Paŭlo Ebermann：不起作用。魔术技巧只有在您将字节与整数（0x000000ff）进行AND操作时才起作用。因此，当您使用两个字节进行AND操作时，结果仍然是一个字节，然后将其转换为int，这就是0xff转换为0xffffffff（-1）的地方。 - kayahr