如何将 Int 与无符号字节相互转换

Question

我需要将数字转换为无符号字节。该数字始终小于或等于 255，因此它将适合一个字节。

我还需要将该字节转换回该数字。我将如何在 Java 中做到这一点？我尝试了几种方法，但没有一个有效。这就是我现在想做的：

int size = 5;
// Convert size int to binary
String sizeStr = Integer.toString(size);
byte binaryByte = Byte.valueOf(sizeStr);

现在将该字节转换回数字：

Byte test = new Byte(binaryByte);
int msgSize = test.intValue();

显然，这是行不通的。由于某种原因，它总是将数字转换为 65。有什么建议吗？

Answer 1

Java 中的字节总是有符号的。不过，您可以通过将其与 0xFF 进行二进制运算来获取其无符号值：

int i = 234;
byte b = (byte) i;
System.out.println(b); // -22
int i2 = b & 0xFF;
System.out.println(i2); // 234

Answer 2

Java 8 提供 Byte.toUnsignedInt 通过无符号转换将 byte 转换为 int。在 Oracle 的 JDK 中，这简单地实现为 return ((int) x) & 0xff; 因为 HotSpot 已经了解如何优化此模式，但它可能会内在化其他虚拟机。更重要的是，不需要任何先验知识就可以理解调用 toUnsignedInt(foo) 的作用。

总的来说，Java 8 提供了将 byte 和 short 转换为无符号 int 和 long 以及 的方法。 int 到无符号long。将byte转换为无符号short的方法是故意省略，因为 JVM 只提供 int 和 long 的算术运算。

要将 int 转换回 byte，只需使用强制转换：(byte)someInt。由此产生的缩小原始转换将丢弃所有但最后8位。

Answer 3

如果您只需要将预期的 8 位值从有符号 int 转换为无符号值，则可以使用简单的位移位：

int signed = -119;  // 11111111 11111111 11111111 10001001

/**
 * Use unsigned right shift operator to drop unset bits in positions 8-31
 */
int psuedoUnsigned = (signed << 24) >>> 24;  // 00000000 00000000 00000000 10001001 -> 137 base 10

/** 
 * Convert back to signed by using the sign-extension properties of the right shift operator
 */
int backToSigned = (psuedoUnsigned << 24) >> 24; // back to original bit pattern

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/op3.html

如果使用 int 以外的其他内容作为这基本类型，您显然需要调整移位量： http:// /docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/datatypes.html

另外，请记住，您不能使用 byte 类型，这样做会导致签名如上所述的值由其他回答者。可用来表示 8 位无符号值的最小基本类型是 short。

Answer 4

除了 char 之外，Java 中的所有其他数字数据类型都是有符号的。

正如之前的答案中所述，您可以通过使用 0xFF 执行 and 运算来获取无符号值。在这个答案中，我将解释它是如何发生的。

int i = 234;
byte b = (byte) i;
System.out.println(b);  // -22

int i2 = b & 0xFF;      
// This is like casting b to int and perform and operation with 0xFF

System.out.println(i2); // 234

如果您的机器是 32 位，则 int 数据类型需要 32 位来存储值。 byte 只需要 8 位。

int 变量i 在内存中表示如下（作为 32 位整数）。

0{24}11101010

那么byte变量b表示为：

11101010

由于byte有符号，该值表示-22。 （搜索 2 的补码以了解有关如何在内存中表示负整数的更多信息）

然后，如果将 is 转换为 int，它仍然是 -22，因为转换保留了一个数字。

1{24}11101010

b 的转换后的32 位 值与0xFF 执行and 运算。

 1{24}11101010 & 0{24}11111111
=0{24}11101010

然后您将得到 234 作为答案。

Answer 5

该解决方案工作正常（谢谢！），但如果您想避免强制转换并将低级工作留给 JDK，您可以使用 DataOutputStream 写入您的 int 并使用 DataInputStream 将它们读回。它们会自动被视为无符号bytes then：

用于将 int 转换为二进制字节；

ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(bos);
int val = 250;
dos.write(byteVal);
...
dos.flush();

读回它们：

// important to use a (non-Unicode!) encoding like US_ASCII or ISO-8859-1,
// i.e., one that uses one byte per character
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(
   bos.toString("ISO-8859-1").getBytes("ISO-8859-1"));
DataInputStream dis = new DataInputStream(bis);
int byteVal = dis.readUnsignedByte();

特别是。对于处理二进制数据格式（例如平面消息格式等）很有用

Answer 6

Integer.toString(size) 调用将转换为整数的 char 表示形式，即 char '5'。该字符的 ASCII 表示 是值 65。

您需要首先将字符串解析回整数值，例如通过使用 Integer.parseInt，返回原始 int 值。

作为底线，对于有符号/无符号转换，最好将 String 排除在外，并按照 @JB 建议使用位操作。

Answer 7

尽管为时已晚，我还是想对此发表自己的意见，因为它可能会澄清为什么 JB Nizet 给出的解决方案有效。我自己在字节解析器和字符串转换上偶然发现了这个小问题。
当您从较大尺寸的整数类型复制到较小尺寸的整数类型时，如该 java 文档所说，会发生这种情况：

https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-5.html#jls-5.1.3
有符号整数到整型 T 的窄化转换会简单地丢弃除 n 个最低位之外的所有位，其中 n 是用于表示类型 T 的位数。此外，还可能丢失有关数值大小的信息，这可能会导致结果值的符号与输入值的符号不同。

你可以确定一个字节是一个整数类型，正如这个java文档所说
https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/ nutsandbolts/datatypes.html
byte：字节数据类型是 8 位有符号二进制补码整数。

因此，在将整数（32 位）转换为字节（8 位）的情况下，只需将该整数的最后一个（最低有效 8 位）复制到给定的字节变量即可。

int a = 128;
byte b = (byte)a; // Last 8 bits gets copied
System.out.println(b);  // -128

故事的第二部分涉及 Java 一元和二元运算符如何提升操作数。
https://docs。 oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-5.html#jls-5.6.2
加宽基元转换（第 5.1.2 节）适用于按照以下规则指定转换任一或两个操作数：

如果任一操作数为 double 类型，则另一个操作数将转换为 double。

否则，如果任一操作数的类型为 float，则另一个操作数将转换为 float。

否则，如果任一操作数的类型为 long，则另一个将转换为 long。

否则，两个操作数都转换为 int 类型。

请放心，如果您使用整型 int 和/或更低的类型，它将被提升为 int。

// byte b(0x80) gets promoted to int (0xFF80) by the & operator and then
// 0xFF80 & 0xFF (0xFF translates to 0x00FF) bitwise operation yields 
// 0x0080
a = b & 0xFF;
System.out.println(a); // 128

我也对此摸不着头脑:)。 rgettman 对此有一个很好的答案。
java中的位运算符仅适用于整数和长整型？

Answer 8

如果您想使用原始包装类，这可以工作，但默认情况下所有 java 类型都是签名的。

public static void main(String[] args) {
    Integer i=5;
    Byte b = Byte.valueOf(i+""); //converts i to String and calls Byte.valueOf()
    System.out.println(b);
    System.out.println(Integer.valueOf(b));
}

Answer 9

就可读性而言，我更喜欢 Guava 的：

• UnsignedBytes.checkedCast(long) 将有符号数字转换为无符号字节。
• UnsignedBytes.toInt(byte) 将无符号字节转换为有符号 int。

Answer 10

使用 BigInteger 处理字节和无符号整数：

byte[] b = ...                    // your integer in big-endian
BigInteger ui = new BigInteger(b) // let BigInteger do the work
int i = ui.intValue()             // unsigned value assigned to i

Answer 11

在 Java 7 中

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        byte b =  -2;
        int i = 0 ;
        i = ( b & 0b1111_1111 ) ;
        System.err.println(i);
    }
}

结果：254

Answer 12

我测试过并且理解了。
在Java中，字节是有符号的，所以一个有符号字节中的234是-22，在二进制中是“11101010”，有符号位是“1”，所以用负数表示2的补码，就变成-22。
并使用 0xFF 进行操作，将 234 转换为 2 字节有符号（32 位），保持所有位不变。

我使用 String 来解决这个问题：

int a = 14206;
byte[] b = String.valueOf(a).getBytes();
String c = new String(b);
System.out.println(Integer.valueOf(c));

输出是 14206。