Java：将整数拆分为2个字节，然后再将它们组合成一个整数

Question

我目前正在开展一个项目，通过串口从Java应用程序向Arduino发送数据。

我的问题是：我需要将一个整数分成两个字节，然后在Arduino中将它们组合成一个整数。但相反地（Arduino->Java），只会给我带来麻烦。 Arduino部分并不那么困难，而且运行得很好，但尽管我已经查看了这里发布的相关问答，我仍然无法弄清楚如何将这些字节正确地组合成一个int。

这是Java代码，它就是不起作用：

int in = 500;
byte[] data = new byte[2];

data[0] = (byte)(in & 0xFF);
data[1] = (byte)((in >> 8) & 0xFF);

int res = data[0] | (data[1] << 8);

我从控制台得到的输出是：

data[0] = -12  
data[1] = 1  
res = -12

但我需要res为500！

- user2655904

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一个整数由4个字节组成... - Obicere

如果我理解正确的话，您想将5存储在data [0]中，将0存储在data [0]中。那另一个0呢？它不应该是byte[3]吗？ - Vikas V

问题在于你将其转换为使用byte[]。如果你使用short[]或int[]，它会按预期工作。 - c.s.

Answer 1

Java使用有符号字节（C、C++、C#使用无符号字节），因此您应该注意补码表示法（对于负值）：

int in = 500; 
byte[] data = new byte[2]; // <- assuming "in" value in 0..65535 range and we can use 2 bytes only

data[0] = (byte)(in & 0xFF);
data[1] = (byte)((in >> 8) & 0xFF);

int high = data[1] >= 0 ? data[1] : 256 + data[1];
int low = data[0] >= 0 ? data[0] : 256 + data[0];

int res = low | (high << 8);

- Dmitry Bychenko

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谢谢，这是我找到的最佳答案。如果可以的话，我会给+2。 - justinkoh

宝贵的代码。救了我的一天！ - Denis V

Answer 2

问题出现在这里：

int res = data[0] | (data[1] << 8);

| 运算符需要 int 类型的运算数，而 data[0] 是从 byte 类型提升到了 int 类型。由于 byte 和 int 都是有符号类型，该提升将字节值 -12 转换为整数 -12，并通过符号扩展实现。

最简单的修复方法如下：

int res = (data[0] & 0xff) | ((data[1] & 0xff) << 8);

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这里还有另一个问题。通常来说，你无法用2个字节表示一个int。int类型是32位宽的，需要4个字节...来表示整个范围。

- Stephen C

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关于您的编辑：是的，我知道，但我不需要整个Integer范围，因为Arduino上的Integers是2个字节。我没有计划发送比2个字节表示的更大的任何内容。 - user2655904

你应该考虑使用Java的short。 - Stephen C

是的，我也是这么想的，但我想看看它是否也适用于整数。 - user2655904

对于“short”和“int”，您将遇到相同的问题（关于符号扩展）。唯一的区别是您需要将表达式转换为“short”。Java的按位“&”、“|”和“^”运算符仅定义为“int，int->int”或“long，long->long”。 - Stephen C

Answer 3

另一种可能性就是使用NIO：

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(2);
buf.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
buf.putShort(500);
byte[] result = buf.array(); // [-12, 1]

buf = ByteOrder.wrap(result);
buf.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
short res = buf.getShort(); // 500

这样有以下优点：

• 与Java IO集成 - 您不需要获取数组 - 可以直接将其传递给通道。
• 显式规定排序
• 自Java 1.4以来，它就在标准库中了

- Maciej Piechotka

Answer 4

如果您已经使用了Guava（您应该这样做），这个问题已经得到解决。

- Steven Schlansker