Java中byte的符號位

在Java中byte類型是有符號的，而Java中又沒有提供無符號的byte類型，因此在其表示範圍爲-128-127之間。而這樣對於一些I/O處理程序來說需要對考慮符號位問題，通常的做法可能是：
int unsignedByte = signedByte >=0 ? signedByte : signedByte + 256;

這裏我們發現，由於byte的符號位的關係，我們不得不採用長度更長的int類型來處理符號位帶來的問題。因此，我們會覺得byte由於要考慮符號位其範圍變小了，所以，我們只好通過int來處理。在這個類型的轉換過程中，任意長度的int類型會截斷其高位的字節來適應byte類型，因爲int類型要比byte類型寬。這也就是爲什麼一個int的127轉換成了byte還是一個127。

不過，我們考慮另外一種情況，就是當一個int值大過byte表示的數值範圍的時候，這個時候問題就出現了。比如，int的128轉換成一個byte類型會是-128。這是因爲補碼運算的關係造成的。首先，128寫成16進制是0x00000080，當做int到byte的類型轉換的時候，前面的0被截斷形成0x80。在二進制中0x80可以寫成10000000，如果這是一個無符號數哪麼一切正常，但是如果是一個有符號數就會經過補碼運算。對於負數而言，其補碼運算就是反碼（就是1轉換成0並且反正既然）加一。哪麼，10000000的補碼就是01111111加一，即10000000=128（十進制）。因此，byte0x80事實上表示的也

就是-128了。類似的int類型的129就是byte類型的-127，而int類型的130則是byte類型的-126，等等，直到int的255對應爲byte的-1。

     哪麼如果到了256呢？此時，地位的字節被0來填充，簡而言之256就是0x00000100。因此，轉換成byte就是0，這個轉換循環也就是256個。因此，我們根據上述原理，得出如下規律：
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);
}
上述過程中，我們既可以把有符號的byte轉換成無符號的byte（用int類型存儲），也可以把有符號但可能超出byte範圍的數據轉換成有符號的byte。

在剖析該問題前請看如下代碼
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;
}
上面是將byte[]轉化十六進制的字符串,注意這裏b[ i ] & 0xFF將一個byte和 0xFF進行了與運算,然後使用Integer.toHexString取得了十六進制字符串,可以看出
b[ i ] & 0xFF運算後得出的仍然是個int,那麼爲何要和 0xFF進行與運算呢?直接 Integer.toHexString(b[ i ]);,將byte強轉爲int不行嗎?答案是不行的.

其原因在於:
1.byte的大小爲8bits而int的大小爲32bits
2.java的二進制採用的是補碼形式

問題1：java中沒有實現這種“byte a = 0xB2 --> String b = “B2””轉換的簡單實現需要自己實現。
答：自己編寫的轉換函數，思路將byte的高低4位分開，分別轉換爲對應的字符然後合成返回的字符串。

java 代碼

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');
}

未解決的疑問在java中不存在類似C中的無符號量，所以如果一個字節超過0x80其對應的整型值即爲負值，但在高位右移4位後還是負值，且與對應的正值相差16，比如0xB2經過右移後的期望值是0x0B（11）但實際值是－5與預期的值相差16（這個16通過多次試驗得出），對此現象爲找到合理的解釋。

問題2：“String a=”B2” --> byte b=0xB2”字符的byte轉換爲byte數據類型
答：思路通過Integer作爲轉換的中間橋樑

java 代碼

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; 
  
}    

問題3：整數（表示範圍限定爲兩個字節unsigned short）通過Integer.byteValue()轉換成byte[2]，如果超出一個byte的表示範圍將會截斷高位的值。 

答：思路一個byte能表示的最大整數爲256（超過128爲負值，超過256將被截斷），所以取256的倍數爲byte[0]，256的餘數爲byte[1]。
java 代碼

byte[] d = new byte[l+2];     
  
….        

buff.put(new Integer(l/256).byteValue());     
  
buff.put(new Integer(l%256).byteValue());