在Java中将一个字节转换为长度为4的布尔数组

Question

我需要将Java中的一个字节转换为由4个布尔值组成的数组。我该如何实现呢？

- Agrajag9

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你如何想象这个转换过程会发生？一个字节包含八个比特。你想使用四个并丢弃四个吗？ - Michael Petrotta

一个字节有八个比特。因此，除非保证字节值小于b1111，否则无法执行此操作。这个假设合理吗？ - Catchwa

如果您知道感兴趣的位，这个答案几乎可以提供您所需的一切。它能够迭代字节数组中的位。 - Michael Petrotta

Answer 1

根据Michael Petrotta在您问题的评论中的建议，您需要决定在8位字节中应测试哪些位以获得结果布尔数组。为了演示目的，假设您想要测试最右侧的四个位，那么可以尝试以下代码：

public static boolean[] booleanArrayFromByte(byte x) {
    boolean bs[] = new boolean[4];
    bs[0] = ((x & 0x01) != 0);
    bs[1] = ((x & 0x02) != 0);
    bs[2] = ((x & 0x04) != 0);
    bs[3] = ((x & 0x08) != 0);
    return bs;
}

这个例子中的十六进制值（0x01，0x02等）是特殊的位掩码，在所需位置只设置一个位；因此，0x01仅设置了最右边的位，0x08仅设置了从右边数第四个位。通过使用按位与运算符（&）将给定的字节与这些值进行比较，如果该位设置，则会返回该值，否则返回零。如果您想检查不同于最右侧四个的位，则必须创建不同的位掩码。

- maerics

Answer 2

关于规范

其他人提出了一个非常有价值的观点：在Java中，Byte.SIZE == 8。也就是说，一个byte有8个位。你需要定义如何将8位映射为4个boolean值；否则我们只能猜测你试图做什么。

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关于BitSet

无论你如何进行这种映射，boolean[]都不太可能是最好的表示方式。一个java.util.BitSet可能更好。以下是一个示例：

import java.util.*;
public class BitSetExample {
    static BitSet toBitSet(byte b) {
        BitSet bs = new BitSet(Byte.SIZE);
        for (int i = 0; i < Byte.SIZE; i++) {
            if (((b >> i) & 1) == 1) {
                bs.set(i);
            }
        }
        return bs;
    }
    public static void main(String[] args) {
        BitSet bs = toBitSet((byte) 10);
        System.out.println(bs); // prints "{1, 3}"
        System.out.println(bs.get(3)); // prints "true"
        System.out.println(bs.get(2)); // prints "false"

        byte b = 25;
        System.out.println(toBitSet(b)); // prints "{0, 3, 4}"

        bs.or(toBitSet(b));
        System.out.println(bs); // prints "{0, 1, 3, 4}"
    }
}

以上代码使用标准的位探测技术将 byte 转换为 BitSet。请注意，(byte) 10 的位 1 和位 3 是设置的（即 10 = 2^1 + 2^3，其中 ^ 表示乘方）。

该示例还展示了如何对 BitSet 进行或/集合联合操作。

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关于 EnumSet 可能另一个适用的数据结构是 EnumSet，它是高度针对 enum 进行优化的 Set 实现。以下是一个示例：

import java.util.*;
public class EnumSetExample {
    enum Style {
        BOLD, ITALIC, UNDERLINE, BLINKING;
    }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Style> myStyle = EnumSet.of(Style.BOLD, Style.UNDERLINE);

        System.out.println(myStyle);
        // prints "[BOLD, UNDERLINE]"

        System.out.println(myStyle.contains(Style.UNDERLINE));
        // prints "true"
        System.out.println(myStyle.contains(Style.BLINKING));
        // prints "false" (thank goodness!)

        myStyle.add(Style.ITALIC);
        System.out.println(myStyle);
        // prints "[BOLD, ITALIC, UNDERLINE]"
    }
}

参见

• 《Effective Java 第二版》，条款 32：使用 EnumSet 替代位域（bit fields）

- polygenelubricants

Answer 3

作为maerics答案的补充，如果需要，以下是将bool数组转换回字节的方法：

public static byte byteFromBooleanArray(bool[] _boolArray)
    {
        byte x = 0;
        x += _boolArray[0] ? (byte)1 : (byte)0;
        x += _boolArray[1] ? (byte)2 : (byte)0;
        x += _boolArray[2] ? (byte)4 : (byte)0;
        x += _boolArray[3] ? (byte)8 : (byte)0;

        return x;
    }

- 暗黒騎士