添加后出现意外结果

Question

我现在正在用Java编写一个个人项目，最近第一次使用位操作。我试图将两个字节转换为一个短字节，一个字节是高 8 位，另一个是下 8 位。

我在运行下面的第一行代码时遇到了错误。

不正确的结果

short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2) );

正确的结果

short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2 & 0xFF) );

预期结果是：AAAAAAAABBBBBBBB，其中A表示来自byte1的位，B表示来自byte2的位。

使用第一行代码，我将在位移字节 1 和添加字节 2 之间得到典型的加法。

错误结果示例

byte1 = 11, byte2 = -72
result = 2816 -72
       = 2744

当使用产生预期结果的代码行时，我可以得到 3000 的正确答案。我很好奇为什么byte2需要位屏蔽.我的想法是，它在加法之前将byte2转换为二进制，然后对两个字节执行二进制加法。

Answer 1

在不正确的情况下，由于+运算符，byte2被提升为int。这不仅仅意味着在byte2二进制表示的开头添加一些零。由于整数类型在 Java 中以 2 的补码表示，因此将添加 1。促销后，byte2变为：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 1000

通过执行& 0xFF，您强制提升首先int，然后保留最低有效 8 位：1011 1000并将其他所有内容设为 0。

Answer 2

直接打印中间值以查看发生了什么。喜欢

System.out.printf("%d %s%n", ((byte) -72) & 0xFF, Integer.toBinaryString(((byte) -72) & 0xFF));

我得到

184 10111000

所以正确的代码实际上是加 184（而不是减去 72）。

Answer 3

所以我完全忘记了byte是用 Java 唱的，因此当使用这种数据类型的变量执行数学运算时，它将采用有符号解释而不是位的直接值。通过执行byte2 & 0xFF，Java将有符号字节值转换为无符号整数，除了前8位之外的所有位都设置为0。因此，您可以正确执行二进制加法。

有符号字节值0x11111111 = -1

无符号字节值0x11111111 = 255

Answer 4

在这两种情况下，当 它被评估。

byte byte1 = 11, byte2 = -72;
short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2) );

（2816） + （-72） = 2744

即使在下面的表达式中，字节也被提升为 int

short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2 & 0xFF) );

2816 + 184 = 3000

在这个表达式中，没有像上面问题中表达的那样的两个字节的串联 - AAAAAAABBBBB，其中 A 表示来自字节 1 的位，B 表示来自字节 2 的位。

实际上 -7 和 255 给出 184，将其添加到 2816 中得到输出 3000。