Java中byte的符号位(转)

在Java中byte类型是有符号的，而Java中又没有提供无符号的byte类型，因此在其表示范围为-128-127之间。而这样对于一些I/O处理程序来说需要对考虑符号位问题，通常的做法可能是：
    int unsignedByte = signedByte >=0 ? signedByte : signedByte + 256;
  

     这里我们发现，由于byte的符号位的关系，我们不得不采用长度更长的int类型来处理符号位带来的问题。因此，我们会觉得byte由于要考虑符号位其范围变小了，所以，我们只好通过int来处理。在这个类型的转换过程中，任意长度的int类型会截断其高位的字节来适应byte类型，因为int类型要比byte类型宽。这也就是为什么一个int的127转换成了byte还是一个127。


    不过，我们考虑另外一种情况，就是当一个int值大过byte表示的数值范围的时候，这个时候问题就出现了。比如，int的128转换成一个byte类型会是-128。这是因为补码运算的关系造成的。首先，128写成16进制是0x00000080，当做int到byte的类型转换的时候，前面的0被截断形成0x80。在二进制中0x80可以写成10000000，如果这是一个无符号数哪么一切正常，但是如果是一个有符号数就会经过补码运算。对于负数而言，其补码运算就是反码（就是1转换成0并且反正既然）加一。哪么，10000000的补码就是01111111加一，即10000000=128（十进制）。因此，byte0x80事实上表示的也

就是-128了。类似的int类型的129就是byte类型的-127，而int类型的130则是byte类型的-126，等等，直到int的255对应为byte的-1。


     哪么如果到了256呢？此时，地位的字节被0来填充，简而言之256就是0x00000100。因此，转换成byte就是0，这个转换循环也就是256个。因此，我们根据上述原理，得出如下规律：
byte byteValue=0;  
int temp = intValue % 256;  
if ( intValue < 0) {  
  byteValue =  (byte)(temp < -128 ? 256 + temp : temp);  
}  
else {  
  byteValue =  (byte)(temp > 127 ? temp - 256 : temp);  
} 
上述过程中，我们既可以把有符号的byte转换成无符号的byte（用int类型存储），也可以把有符号但可能超出byte范围的数据转换成有符号的byte。

在剖析该问题前请看如下代码
public static String bytes2HexString(byte[] b) {
   String ret = "";
   for (int i = 0; i < b.length; i++) {
String hex = Integer.toHexString(b[ i ] & 0xFF);
if (hex.length() == 1) {
hex = '0' + hex;
}
ret += hex.toUpperCase();
   }
   return ret;
}
上面是将byte[]转化十六进制的字符串,注意这里b[ i ] & 0xFF将一个byte和 0xFF进行了与运算,然后使用Integer.toHexString取得了十六进制字符串,可以看出
b[ i ] & 0xFF运算后得出的仍然是个int,那么为何要和 0xFF进行与运算呢?直接 Integer.toHexString(b[ i ]);,将byte强转为int不行吗?答案是不行的.

其原因在于:
1.byte的大小为8bits而int的大小为32bits
2.java的二进制采用的是补码形式

问题1：java中没有实现这种“byte a = 0xB2 --> String b = “B2””转换的简单实现需要自己实现。
答：自己编写的转换函数，思路将byte的高低4位分开，分别转换为对应的字符然后合成返回的字符串。

java 代码
public static String byteToString(byte b) {   
byte high, low;   
byte maskHigh = (byte)0xf0;   
byte maskLow = 0x0f;   
 
high = (byte)((b & maskHigh) >> 4);   
low = (byte)(b & maskLow);   
 
StringBuffer buf = new StringBuffer();   
buf.append(findHex(high));   
buf.append(findHex(low));   
 
return buf.toString();   
}   
 
private static char findHex(byte b) {   
int t = new Byte(b).intValue();   
t = t < 0 ? t + 16 : t;   
 
if ((0 <= t) &&(t <= 9)) {   
return (char)(t + '0');   
}   
 
return (char)(t-10+'A');   
}   
 
未解决的疑问在java中不存在类似C中的无符号量，所以如果一个字节超过0x80其对应的整型值即为负值，但在高位右移4位后还是负值，且与对应的正值相差16，比如0xB2经过右移后的期望值是0x0B（11）但实际值是－5与预期的值相差16（这个16通过多次试验得出），对此现象为找到合理的解释。

问题2：“String a=”B2” --> byte b=0xB2”字符的byte转换为byte数据类型
答：思路通过Integer作为转换的中间桥梁

java 代码
public static int stringToByte(String in, byte[] b) throws Exception {   
if (b.length < in.length() / 2) {   
throw new Exception("byte array too small");   
}   
 
int j=0;   
StringBuffer buf = new StringBuffer(2);   
for (int i=0; i
buf.insert(0, in.charAt(i));   
buf.insert(1, in.charAt(i+1));   
int t = Integer.parseInt(buf.toString(),16);   
System.out.println("byte hex value:" + t);   
b[j] = (byte)t;   
i++;   
buf.delete(0,2);   
}   
 
return j;   
}   
 
问题3：整数（表示范围限定为两个字节unsigned short）通过Integer.byteValue()转换成byte[2]，如果超出一个byte的表示范围将会截断高位的值。
答：思路一个byte能表示的最大整数为256（超过128为负值，超过256将被截断），所以取256的倍数为byte[0]，256的余数为byte[1]。

java 代码
byte[] d = new byte[l+2];       
….       
buff.put(new Integer(l/256).byteValue());       
buff.put(new Integer(l%256).byteValue());