int转byte和位运算问题

前言

在 Java 中 int 占4个字节， short 占2个字节， byte 占1个字节，有时候我们需要将 int 转换为 byte 就需要舍弃一些高位或者低位数据。

转换

比如有两个变量：

int i = 5;
int j = 0xff24;
int k = -4;
int m = -400;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
System.out.println(Integer.toBinaryString(j));
System.out.println(Integer.toBinaryString(k));

二进制补码表示:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 （5的补码）
0000 0000 0000 0000 1111 1111 0010 0100 （0xff24的补码）

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 （-4 的 绝对值）
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 （-4 的 补码）

0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 0000 （-400 的 绝对值）
1111 1111 1111 1111 1111 1110 0111 0000 （-400 的 补码）

我们先强转一下：

byte bi = (byte)i;
byte bj = (byte)j;
byte bk = (byte)k;
System.out.println(byteToBit(bi));
System.out.println(byteToBit(bj));
System.out.println(byteToBit(bk));

public static String byteToBit(byte b) {
    return ""
            + (byte) ((b >> 7) & 0x1) + (byte) ((b >> 6) & 0x1)
            + (byte) ((b >> 5) & 0x1) + (byte) ((b >> 4) & 0x1)
            + (byte) ((b >> 3) & 0x1) + (byte) ((b >> 2) & 0x1)
            + (byte) ((b >> 1) & 0x1) + (byte) ((b >> 0) & 0x1);
}

二进制补码表示：

00000101 （正常）
00100100 （截取低8位）
11111100 （正常）
01110000 （截取低8位，成了正数112）

所以由此得出一个结论，如果要使用int强转位byte类型，如果int存储的值在 -128 到 127 之间则转换后值一致，如果超出这个范围则会改变正常的值。

如果是将一个byte数据转换为int则比较简单，如果是正数

按字节取出

public static byte[] intToByte(int val){
    byte[] b = new byte[4];
    b[0] = (byte)(val & 0xff);
    b[1] = (byte)((val >> 8) & 0xff);
    b[2] = (byte)((val >> 16) & 0xff);
    b[3] = (byte)((val >> 24) & 0xff);
    return b;
}

假设我们定义了一个字节的前4位表示x的值，后4位表示y的值，如何将两个个int类型的坐标转换为一个byte类型。

int ix = 10;
int iy = 8;
System.out.println(Integer.toBinaryString(ix));
System.out.println(Integer.toBinaryString(iy));
byte xy = (byte)((byte)(ix << 4) + (byte)iy);
System.out.println(byteToBit(xy));

控制台输出二进制形式：

1
2
3

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
10101000

附测试代码

public class Test {

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("########### int二进制形式 ############");
        int i = 5;
        int j = 0xff24;
        int k = -4;
        int m = -400;
        System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
        System.out.println(Integer.toBinaryString(j));
        System.out.println(Integer.toBinaryString(k));
        System.out.println(Integer.toBinaryString(m));

        System.out.println("########### byte二进制形式 ############");
        byte bi = (byte)i;
        byte bj = (byte)j;
        byte bk = (byte)k;
        byte bm = (byte)m;
        System.out.println(byteToBit(bi));
        System.out.println(byteToBit(bj));
        System.out.println(byteToBit(bk));
        System.out.println(byteToBit(bm));

        System.out.println("########### x,y坐标转byte ############");
        int ix = 10;
        int iy = 8;
        System.out.println(Integer.toBinaryString(ix));
        System.out.println(Integer.toBinaryString(iy));
        byte xy = (byte)((byte)(ix << 4) + (byte)iy);
        System.out.println(byteToBit(xy));
    }

    /**
     * 按位拼接字符串
     * @param b
     * @return
     */
    public static String byteToBit(byte b) {
        return ""
                + (byte) ((b >> 7) & 0x1) + (byte) ((b >> 6) & 0x1)
                + (byte) ((b >> 5) & 0x1) + (byte) ((b >> 4) & 0x1)
                + (byte) ((b >> 3) & 0x1) + (byte) ((b >> 2) & 0x1)
                + (byte) ((b >> 1) & 0x1) + (byte) ((b >> 0) & 0x1);
    }

    /**
     * 按字节取出
     * @param val
     * @return
     */
    public static byte[] intToByte(int val){
        byte[] b = new byte[4];
        b[0] = (byte)(val & 0xff);
        b[1] = (byte)((val >> 8) & 0xff);
        b[2] = (byte)((val >> 16) & 0xff);
        b[3] = (byte)((val >> 24) & 0xff);
        return b;
    }
}