byte爲什麼要&0xff？- java
半獸人 發表於: 2018-09-14 最後更新時間: 2018-09-14
- 26 訂閱，1677 遊覽
位與運算符（&）
運算規則：兩個數都轉爲二進制，然後從高位開始比較，如果兩個數都爲1則爲1，否則爲0。
比如：129&128
129轉換成二進制就是10000001，128轉換成二進制就是10000000。從高位開始比較得到，得到10000000，即128.
先看個例子：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
byte[] a = new byte[10];
a[0]= -127;
System.out.println(a[0]);
int c = a[0]&0xff;
System.out.println(c);
}
}
我先打印a[0],在打印a[0]&0xff後的值，本來結果應該都是-127.
但是結果真的是出人意料
-127
129
到底是爲什麼呢？&0xff反而不對了。
在學計算機原理的時候，計算機內的存儲都是利用二進制的補碼進行存儲的。
複習一下，原碼反碼補碼這三個概念
- 對於正數（00000001）原碼來說，首位表示符號位，反碼，補碼都是本身
- 對於負數（100000001）原碼來說，反碼是對原碼除了符號位之外作取反運算即（111111110），補碼是對反碼作+1運算即（111111111）
即：
- 正數存儲的二進制原碼，
- 負數存儲的是二進制的補碼。補碼是負數的絕對值反碼加1。
當將-127賦值給a[0]時候，a[0]作爲一個byte類型，其計算機存儲的補碼是10000001（8位）。
-127 |
二進制 | 描述 |
|---|---|---|
| 原碼 | 1111 1111 | |
| 反碼 | 1000 0000 | 高位不變，0變1，1變0 |
| 補碼 | 1000 0001 | 反碼 + 1 |
將 a[0] 作爲int類型向控制檯輸出的時候，jvm作了一個補位的處理，因爲int類型是32位所以補位後的補碼就是1111111111111111111111111 10000001（32位），這個32位二進制補碼錶示的也是-127。
-127 |
二進制 | 描述 |
|---|---|---|
| 8位補碼 | 1000 0001 | 反碼 + 1 |
| 32位補碼 | 11111111 11111111 11111111 10000001 | 高位補1 |
但是我做byte->int的轉化的時候，只是爲了保持十進制的一致性嗎？
不一定吧？好比我們拿到的文件流轉成byte數組，難道我們關心的是byte數組的十進制的值是多少嗎？我們關心的是其背後二進制存儲的補碼吧
所以大家應該能猜到爲什麼byte類型的數字要&0xff再賦值給int類型，其本質原因就是想保持二進制補碼的一致性。
因爲當byte要轉化爲int的時候，高的24位必然會補1，這樣，其二進制補碼其實已經不一致了，&0xff可以將高的24位置爲0，低8位保持原樣。這樣就保證了二進制數據的一致性。
當然，保證了二進制數據性的同時，如果二進制被當作byte和int來解讀，其10進制的值必然是不同的，因爲符號位位置已經發生了變化。
結論
所以c的輸出的值就是129。有人問爲什麼上面的例子中a[0]不是8位而是32位，因爲當系統檢測到byte可能會轉化成int或者說byte與int類型進行運算的時候，就會將byte的內存空間高位補1（也就是按符號位補位）擴充到32位，再參與運算。
其實是從數字類型擴展到較寬的類型時，補零擴展還是補符號位擴展。
這是因爲Java中只有有符號數，當byte擴展到short, int時，即正數都一樣，因爲爲符號位是0，所以無論如何都是補零擴展；
但負數補零擴展和按符號位擴展結果完全不同。補符號數，原數值不變。
補零時，相當於把有符號數看成無符號數，比如-127 = 0x81，看成無符號數就是129， 256 + （- 127）
對於有符號數，從小擴展大時，需要用&0xff這樣方式來確保是按補零擴展。
而從大向小處理，符號位自動無效，所以不用處理。
也就是說在byte向int擴展的時候，自動轉型是按符號位擴展的，這樣子能保證十進制的數值不會變化，而&0xff保持低位不變，高位轉化爲0，這樣子能保證二進制存儲的一致性，但是十進制數值已經發生變化了。也就是說按符號位擴展能保證十進制數值不變，而&0xff能保證二進制存儲不會變。而正數可以說是既按符號位擴展，又是補0擴展，所以在二進制存儲和十進制數值上都能保證一致。
