如何在Java中执行无符号到有符号的转换？

Question

假设我从输入设备读取了这些字节：“6F D4 06 40”。该数字是毫弧秒格式的经度读数。最高位 (0x80000000) 基本上始终为零，并且在本问题中被忽略。

我可以轻松地将字节转换为无符号整数： 1876166208

但是如何将该无符号值转换为其最终形式的 31 位有符号整数？

到目前为止，我想出的只是：

1. if value & 0x40000000 那么它实际上是负数，需要转换它
2. 如果它是负数，则去掉顶部位并对剩余位执行一些操作...

所以我可以判断它是否是负数，但为了知道负数是什么值，我必须用剩下的部分做点什么——一个人的恭维？我该如何在 Java 中做到这一点？

另一种提出问题的方式是，如何在 Java 中将无符号整数转换为 31 位有符号整数？

谢谢你！

Answer 1

答案取决于输入的低 31 位代表什么。

int input = 0x6FD40640 & 0x7FFFFFFF; //strip top bit; only here for clarity

无符号输入：0x6FD40640 == 1876166208

二进制补码（所需输出：-271317440）

二进制补码整数是其中 -1 已设置所有位且较低负数倒数的整数从那里。第一个位仍然充当符号位。

1000 -> -8
1001 -> -7
...
1110 -> -2
1111 -> -1
0000 ->  0
0001 ->  1

如果低 31 位表示一个二进制补码整数，那么我认为你应该能够这样做：

input = (input << 1) >> 1;

那是因为 Java 在内部以二进制补码形式存储整数：我们所做的就是左移，然后右移（带符号），以便符号位被拾取，整数从 31 位变为 32 位。

补码（所需输出：-802424384）

补码数字表示形式是第一位是专用符号位，其余位表示幅度。 -100 的低位与 100 的低位相同：

 1111 -> -7
 1110 -> -6
 ...
 1001 -> -1
 1000 -> -0 (anomoly)
 0000 ->  0
 0001 ->  1

如果低 31 位表示一个补码整数（即符号位后跟表示无符号数值的 30 位） ，那么您需要将其转换为二进制补码，以便 Java 正确提取该值。为此，您只需提取较低的 30 位并乘以 -1：

if ( input & 0x40000000 ) {
   input = (input & 0x3FFFFFFF) * -1;
}

您在问题的注释中说过，转换为度数（除以 3600000）后，您将得到 -75.36 左右。 当我将 -271317440 除以 3600000 时，我得到 -75.36595555555556，所以我猜你的输入格式是二进制补码，所以我的第一个原始答案是正确的。

Answer 2

将无符号整数读取为有符号是确定是否设置了最高有效位（负标志）的问题，如果是，则翻转数字的所有位（从而清除最高有效位，并将数字切换为其负表示形式。执行上述过程时，您还必须注意结果数字是负数。

// Convert the hex bytes to an unsigned integer
long MAS = Integer.ValueOf("6F D4 06 40".replace (" ",""),16);
boolean isLongitudeNegative = false;

// Is the negative-bit set? If so, strip it and toggle all bits.
if (MAS & 0x40000000 > 0) {
    // then it's negative, so strip the negative bit and flip all the other bits
    MAS ^= 0xFFFFFFFF;
    // Throw away the unused bit.
    MAS &= 0x7FFFFFFF;
    isLongitudeNegative = true;
}

// Now convert from MAS to degrees minutes seconds
String DMS = convertMASToDMS(isLongitudeNegative,MAS);