Java中的&0xFF操作

DataOutputStream

• 位於java.io.FilterOutputStream.DataOutputStream
• 與機器無關地寫入各種類型的數據以及String對象的二進制形式,從高位開始寫
• 任何機器上任何DataInputStream都能夠讀取這些寫入的數據
• 所有的方法都以write開頭.比如writeByte(), writeFloat()

PrintStream

• 位於java.io.FilterOutputStream.PrintStream
• 最初的目的是爲了以可視化格式打印所有的基本數據類型以及String對象
• 和DataOutputStream不同的是: PrintStream目的是將數據元素置入 “流” 中,使得DataInputStream能夠可移植地重構這些數據元素

二進制寫入

字符串寫成二進制

• 字符串本質是char的序列,也就是char[]
• 只要遍歷寫入每一個char, 就完成了寫一個字符串的功能

char寫成二進制

• 英語字母有ASCII碼,可以將每個字符轉換成對應的數字
• Unicode碼錶: 字符和編碼之間的映射,使用2個字節表示所有字符
  • Unicode字符編碼標準是固定長度的字符編碼方案,包含世界上幾乎所有現用語言的字符
• Unicode根據要編碼的數據類型使用兩種編碼格式:
  • 16位:
    • 默認編碼格式爲16位.即每個字符是16位(2個字節寬度)
    • 通常顯示爲U+hhhh. 其中hhhh是字符的16進制代碼點
  • 8位
• Unicode標準提供了一種擴展機制,允許編碼一百多萬個字符:
  • 使用一對高位和低位代用字符來對擴展字符或補充字符進行編碼
  • 第一個高位代用字符: 具有U+D800和U+DBFF之間的值
  • 第二個低位代用字符: 具有U+DC00和U+DFFF之間的值

writeChar源碼

• 所以每一個char就是一個0-65535之間的數字
• DataOutputStream.writeChar源碼:

public final void writeChar(String s) throws IOException {
	int len = s.length();

	for (int i = 0; i < len; i++) {
		int v = s.charAt(i);
		out.write((v >>> 8) & 0xFF);
		out.write((v >>> 0) & 0xFF);
	}
	incCount(len * 2);
}

writeShort源碼

• 與writeChar相比 ,writeShort不需要遍歷一遍string
• DataOutputStream.writeShort源碼:

public final void writeShort(int v) {
	out.write((v >>> 8) & 0xFF);
	out.write((v >>> 0) & 0xFF);
	incCount(2);
}

0xFF

• 二進制寫入的問題:
  • 爲什麼要用無符號右移?
  • & 0xFF不會使得數的大小改變,爲什麼還要使用 & 0xFF ?
• 0xFF是16進制的255,也就是二進制的1111
• &是AND與操作,同時爲1才爲1,否則爲0

位移運算

• 左移: <<. 右補0
• 有符號右移: >>. 左補符號位
  • 如果符號位爲1則左補1
  • 如果符號位爲0則左補0
• 無符號右移: >>>. 左補0

二進制寫入原理

• 二進制寫入的方式: 先取高8位寫入,再寫入低8位
• 示例: 寫入的short字符對應的unicode碼爲3
  • 先得到3的原碼的高8位:
    • 0000,0000,0000,0011 >>> 8得到0000,0000,0000,0000
    • 然後再 & 0xFF得到最終結果0000,0000
  • 再得到3的原碼的低8位:
    • 0000,0000,0000,0011 >>> 0得到0000,0000,0000,0011
    • 然後再 & 0xFF得到最終結果0000,0011

總結

• & 0xFF就相當於計算機中的剪刀,當’&'操作符兩邊數的bit位數相同時不改變數的大小,只是轉麼截出一個字節8bit的長度
• 同理 : & 0x0F可以得到4bit的長度