java二进制,字节数组,字符,十六进制,BCD编码转换

java二进制,字节数组,字符,十六进制,BCD编码转换

java中byte用二进制表示占用8位，而我们知道16进制的每个字符需要用4位二进制位来表示（23 + 22 + 21 + 20 = 15），所以我们就可以把每个byte转换成两个相应的16进制字符，即把byte的高4位和低4位分别转换成相应的16进制字符H和L，并组合起来得到byte转换到16进制字符串的结果new String(H) + new String(L)。即byte用十六进制表示只占2位。

同理，相反的转换也是将两个16进制字符转换成一个byte，原理同上。

根据以上原理，我们就可以将byte[] 数组转换为16进制字符串了，当然也可以将16进制字符串转换为byte[]数组了。 

   /*    * 把16进制字符串转换成字节数组    * @param hex    * @return    */public static byte[] hexStringToByte(String hex) {    int len = (hex.length() / 2); //除以2是因为十六进制比如a1使用两个字符代表一个byte    byte[] result = new byte[len];    char[] achar = hex.toCharArray();    for (int i = 0; i < len; i++) {    //乘以2是因为十六进制比如a1使用两个字符代表一个byte,pos代表的是数组的位置     //第一个16进制数的起始位置是0第二个是2以此类推  int pos = i * 2;       //<<4位就是乘以16  比如说十六进制的"11",在这里也就是1*16|1,而其中的"|"或运算就相当于十进制中的加法运算     //如00010000|00000001结果就是00010001 而00010000就有点类似于十进制中10而00000001相当于十进制中的1，与是其中的或运算就相当于是10+1(此处说法可能不太对，)     result[i] = (byte) (toByte(achar[pos]) << 4 | toByte(achar[pos + 1]));    }    return result;} private static byte toByte(char c) {    byte b = (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c);    return b;} /**    * 把字节数组转换成16进制字符串    * @param bArray    * @return    */public static final String bytesToHexString(byte[] bArray) {    StringBuffer sb = new StringBuffer(bArray.length);    String sTemp;    for (int i = 0; i < bArray.length; i++) {     sTemp = Integer.toHexString(0xFF & bArray[i]);     if (sTemp.length() < 2)      sb.append(0);     sb.append(sTemp.toUpperCase());    }    return sb.toString();} /**    * 把字节数组转换为对象    * @param bytes    * @return    * @throws IOException    * @throws ClassNotFoundException    */public static final Object bytesToObject(byte[] bytes) throws IOException, ClassNotFoundException {    ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(bytes);    ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(in);    Object o = oi.readObject();    oi.close();    return o;} /**    * 把可序列化对象转换成字节数组    * @param s    * @return    * @throws IOException    */public static final byte[] objectToBytes(Serializable s) throws IOException {    ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();    ObjectOutputStream ot = new ObjectOutputStream(out);    ot.writeObject(s);    ot.flush();    ot.close();    return out.toByteArray();} public static final String objectToHexString(Serializable s) throws IOException{    return bytesToHexString(objectToBytes(s));} public static final Object hexStringToObject(String hex) throws IOException, ClassNotFoundException{    return bytesToObject(hexStringToByte(hex));} /** *//**    * @函数功能: BCD码转为10进制串(阿拉伯数据)    * @输入参数: BCD码    * @输出结果: 10进制串    */public static String bcd2Str(byte[] bytes){    StringBuffer temp=new StringBuffer(bytes.length*2);     for(int i=0;i<bytes.length;i++){     temp.append((byte)((bytes[i]& 0xf0)>>>4));     temp.append((byte)(bytes[i]& 0x0f));    }    return temp.toString().substring(0,1).equalsIgnoreCase("0")?temp.toString().substring(1):temp.toString();} /**    * @函数功能: 10进制串转为BCD码    * @输入参数: 10进制串    * @输出结果: BCD码    */public static byte[] str2Bcd(String asc) {    int len = asc.length();    int mod = len % 2;     if (mod != 0) {     asc = "0" + asc;     len = asc.length();    }     byte abt[] = new byte[len];    if (len >= 2) {     len = len / 2;    }     byte bbt[] = new byte[len];    abt = asc.getBytes();    int j, k;     for (int p = 0; p < asc.length()/2; p++) {     if ( (abt[2 * p] >= '0') && (abt[2 * p] <= '9')) {      j = abt[2 * p] - '0';     } else if ( (abt[2 * p] >= 'a') && (abt[2 * p] <= 'z')) {      j = abt[2 * p] - 'a' + 0x0a;     } else {      j = abt[2 * p] - 'A' + 0x0a;     }      if ( (abt[2 * p + 1] >= '0') && (abt[2 * p + 1] <= '9')) {      k = abt[2 * p + 1] - '0';     } else if ( (abt[2 * p + 1] >= 'a') && (abt[2 * p + 1] <= 'z')) {      k = abt[2 * p + 1] - 'a' + 0x0a;     }else {      k = abt[2 * p + 1] - 'A' + 0x0a;     }      int a = (j << 4) + k;     byte b = (byte) a;     bbt[p] = b;    }    return bbt;}/**    * @函数功能: BCD码转ASC码    * @输入参数: BCD串    * @输出结果: ASC码    */public static String BCD2ASC(byte[] bytes) {    StringBuffer temp = new StringBuffer(bytes.length * 2);     for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {     int h = ((bytes[i] & 0xf0) >>> 4);     int l = (bytes[i] & 0x0f);        temp.append(BToA[h]).append( BToA[l]);    }    return temp.toString() ;} /**    * MD5加密字符串，返回加密后的16进制字符串    * @param origin    * @return    */public static String MD5EncodeToHex(String origin) {        return bytesToHexString(MD5Encode(origin));     } /**    * MD5加密字符串，返回加密后的字节数组    * @param origin    * @return    */public static byte[] MD5Encode(String origin){    return MD5Encode(origin.getBytes());} /**    * MD5加密字节数组，返回加密后的字节数组    * @param bytes    * @return    */public static byte[] MD5Encode(byte[] bytes){    MessageDigest md=null;    try {     md = MessageDigest.getInstance("MD5");     return md.digest(bytes);    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {     e.printStackTrace();     return new byte[0];    }}

//关于byte: signed byte 把 0x00 ~ 0xff 映射成范围 0~127和 -128~-1 两段,比较简单的办法用 (b+256)%256的办法令其值回到0~255，或者用&0xff并赋给一个int。

java中byte转换int时为何与0xff进行与运算

在剖析该问题前请看如下代码 

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;}

上面是将byte[]转化十六进制的字符串,注意这里b[ i ] & 0xFF将一个byte和 0xFF进行了与运算,然后使用Integer.toHexString取得了十六进制字符串,可以看出
b[ i ] & 0xFF运算后得出的仍然是个int,那么为何要和 0xFF进行与运算呢?直接 Integer.toHexString(b[ i ]);,将byte强转为int不行吗?答案是不行的.

其原因在于:
1.byte的大小为8bits而int的大小为32bits
2.java的二进制采用的是补码形式

在这里先温习下计算机基础理论

byte是一个字节保存的，有8个位，即8个0、1。
8位的第一个位是符号位，
也就是说0000 0001代表的是数字1
1000 0000代表的就是-1
所以正数最大位0111 1111，也就是数字127
负数最大为1111 1111，也就是数字-128

上面说的是二进制原码，但是在java中采用的是补码的形式，下面介绍下什么是补码

1、反码：
一个数如果是正，则它的反码与原码相同；
一个数如果是负，则符号位为1，其余各位是对原码取反；

2、补码：利用溢出，我们可以将减法变成加法
对于十进制数，从9得到5可用减法：
9－4＝5 因为4+6＝10，我们可以将6作为4的补数
改写为加法：
9+6＝15（去掉高位1，也就是减10）得到5.

对于十六进制数，从c到5可用减法：
c－7＝5 因为7+9＝16 将9作为7的补数
改写为加法：
c+9＝15（去掉高位1，也就是减16）得到5.

在计算机中，如果我们用1个字节表示一个数，一个字节有8位，超过8位就进1，在内存中情况为（100000000），进位1被丢弃。

⑴一个数为正，则它的原码、反码、补码相同
⑵一个数为负，刚符号位为1，其余各位是对原码取反，然后整个数加1

- 1的原码为 10000001
- 1的反码为 11111110
+ 1
- 1的补码为 11111111

0的原码为 00000000
0的反码为 11111111（正零和负零的反码相同）
+1
0的补码为 100000000（舍掉打头的1，正零和负零的补码相同）

Integer.toHexString的参数是int，如果不进行&0xff，那么当一个byte会转换成int时，由于int是32位，而byte只有8位这时会进行补位，
例如补码11111111的十进制数为-1转换为int时变为11111111111111111111111111111111好多1啊，呵呵！即0xffffffff但是这个数是不对的，这种补位就会造成误差。
和0xff相与后，高24比特就会被清0了，结果就对了。

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Java中的一个byte，其范围是-128~127的，而Integer.toHexString的参数本来是int，如果不进行&0xff，那么当一个byte会转换成int时，对于负数，会做位扩展，举例来说，一个byte的-1（即0xff），会被转换成int的-1（即0xffffffff），那么转化出的结果就不是我们想要的了。

而0xff默认是整形，所以，一个byte跟0xff相与会先将那个byte转化成整形运算，这样，结果中的高的24个比特就总会被清0，于是结果总是我们想要的。