使用二进制文本的按位异或的行为



我很想知道使用二进制文字的按位比较实际发生了什么。我刚刚遇到了以下事情:

byte b1 = (new Byte("1")).byteValue();
// check the bit representation
System.out.println(String.format("%8s", Integer.toBinaryString(b1 & 0xFF)).replace(' ', '0'));
// output: 00000001
System.out.println(b1 ^ 0b00000001);
// output: 0

所以一切都按预期运行,xor比较等于0.但是,当尝试使用负数进行相同的操作时,它将不起作用:

byte b2 = (new Byte("-1")).byteValue();
// check the bit representation
System.out.println(String.format("%8s", Integer.toBinaryString(b2 & 0xFF)).replace(' ', '0'));
// output: 11111111
System.out.println(b2 ^ 0b11111111);
// output: -256

我本以为最后xor比较也等于0.但是,只有当我将二进制文字显式转换为byte时,情况才会如此:

byte b2 = (new Byte("-1")).byteValue();
// check the bit representation
System.out.println(String.format("%8s", Integer.toBinaryString(b2 & 0xFF)).replace(' ', '0'));
// output: 11111111
System.out.println(b2 ^ (byte)0b11111111);
// output: 0

对我来说,看起来在xor比较之前,b10b11111111都具有相同的位表示,因此即使它们被转换为int(或其他东西(,xor仍然应该等于0。你如何得出-256在二进制表示中11111111 11111111 11111111 00000000的结果?为什么我必须对byte进行显式转换才能获得0

没有特定强制转换的二进制文本表示 32 位整数值,无论有多少位数字。例如0b000000010b00000000 00000000 00000000 00000001的简写。

Java 中的按位比较使用二进制数字提升(参见 Javadocs(。在这种特定情况下,这意味着在执行比较之前,两个操作数都转换为int

0b11111111已经表示一个int(没有前导0 s(,只表示0b00000000 00000000 00000000 11111111,而b2是一个表示值-1的字节。在转换为int的过程中,该值被保留,因此b2被转换为表示相同数字(-1(:0b11111111 11111111 11111111 11111111的32位整数。

然后,xor计算结果为 0b11111111 11111111 11111111 00000000这是 -256 的 32 位二进制表示形式。

如果使用(byte)0b11111111执行xor比较,则二进制文本也将被视为一个字节,因此等效地转换为表示-1的 32 位整数。

需要注意的是,二进制比较是使用 double, float, longint(如 Javadocs 中指定(执行的。如果只有其他类型参与比较(例如byte(,它们将被转换为int。这就是为什么以下代码段会给出编译错误的原因:

byte b1 = (byte)0b00000001;
byte b2 = (byte)0b00000001;
byte b3 = b1 & b2;
>>> error: incompatible types: possible lossy conversion from int to byte

。因为两个byte的按位比较的结果是int

进一步阅读为什么可以在这里完成:

  • 类型和 Java 虚拟机
  • java 中的按位运算符仅适用于整数和长整型?

当你使用b1 ^ 0b11111111时,你实际上在字节到整数之间做了xor byte是 8 位变量,而int是 32 位数字。所以,你所做的是: b1 ^ 0b(00000000 00000000 00000000 11111111)因此,当您在byte之间使用xor时(在它之前有额外的 1 以将其与 int. 1 一起使用,因为它是一个否定数字。如果它是正数,则为 0s(,int结果将是一个整数,在您的情况下为 -256。

当您将整数转换为byte您在两个字节之间使用xor时,结果将是一个字节。

最新更新