java八种基本数据类型之byte

首先，来两个例子：
例子（1）

byte a = 127;a = a + 1;System.out.println(a);

例子（2）

int b = 456;System.out.println((byte)b);

猜一下例子（1）和例子（2）都会输出什么结果？例子（1）会输出128，例子（2）会输出456？那就都错了，其实例子（1）这样写会报错，例子（2）输出的结果是-56
分析一下：java中定义的byte是一个基本数据类型，它的取值被定义为-128~127，byte是一个字节，有八位带符号的二进制数组成的（即8个0或1），那么为什么byte的取值范围是-128~127呢？这就需要我们复习一下计算机的基础理论了。

上面说byte是由带符号位的八个二进制数组成，即第一位为符号位，0代表正数，1代表负数，0000 0001代表1，所以正数最大的是01111 1111为127

负数要注意，在计算机内部，采用2的补码形式保存负数，首先我们来了解一下计算机的原码，反码，补码的计算：

反码：
如果一个数为正数：则它的原码，反码相同
如果一个数为负数：则符号位为1，其余各位按位取反
例如：8和-8
8的二进制表示为0000 1000 反码为0000 1000
-8的二进制表示为1000 1000 反码为1111 0111

补码：
如果一个数为正数：则它的原码，补码相同
如果一个数为负数：补码为负数的绝对值的按位取反然后加1
例如：8和-8
8的二进制表示为0000 1000 补码为0000 1000
-8的绝对值是8，按位取反后为1111 0111 再加1得到1111 1000，所以1111 1000位-8的补码

所以1111 1111代表-1，最小的负数是1000 0000为-128，不妨我们来计算一下1111 1111是补码，我们逆向运算，先减一，得到1111 1110，然后再按位取反，得到0000 0001，得到1，再加上负号即为-1，1000 0000道理一样，最后得到的结果是128，所以能表示最小负数位-128。

好了，回到我们开始的例子，从例子（1）开始，我说这个会报错，是因为a是byte类型的，但是1是int类型的，int类型不能和byte类型直接进行运算。所以会报错，我们可以把例子改为

byte a = 127;a += 1;System.out.println(a);

这样就不会报错了，但是输出的结果是什么呢，我们看一下127的二进制表示是0111 1111，而-128是1000 0000，127+1就是-128，那结果是不是呢？没错，输出结果就是-128

那让我们再看例子（2），b是int类型的，int类型是32位，所以456在计算机中的表示方式是00000000 00000000 00000001 11001000，但是当int强制转换为byte的时候，只保留最后八位，即11001000，这个数最高位是1，所以表示一个负数，而计算机中负数都是以补码形式表示的，我们还得进行转换，即先减一得到1100 0111，然后再按位取反得到0011 1000，结果为56，所以11001000表示的是-56，所以输出结果为-56。

最后，说明一个关于byte类型的说法，不知道大家听没听说过“Java虚拟机中没有byte类型”这个说法，其实也不无道理，我来简单的说明解释一下，java虚拟机对基本类型的操作都是在栈上面完成的，当java处理一个语句的时候，会先把相关的操作数压入到栈中，然后再弹出来进行计算，最后将结果再次压入到栈中，对byte的操作也是一样，但是，在将byte类型压入到栈之前，会将byte类型转换成int类型压入到栈，弹出的也是int类型。结果也是int类型，说以我们进行计算的byte类型都是按照int类型的长度进行计算的，也就是说int将byte类型扩充了，怎么扩充的，下面来解释一下：

比如说正数1，用byte来表示是0000 0001，这个没有问题，但是java虚拟机会对它进行带符号位扩展，0000 0001第一位是0，那么java虚拟机会用0来填充剩下的24位，使其成为一个int类型，结果就是 00000000 00000000 00000000 00000001，int类型也是1

但是，如果想让byte类型的值等于-1，那就不是用int类型的-1表示了，而是找到一个正整数的int类型，然后Java虚拟机对它进行截取，变成byte类型的-1，这个正整数就是2147483647

int a = 2147483647;byte b = (byte)a;

这样b的值就是-1了，因为2147483647二进制表示为01111111 11111111 11111111 11111111，是32位的，但是要强制转换成byte类型的话，Java虚拟机就会将前面的24位全部截掉，剩下1111 1111，而这个数又是补码表示的，我们先减一得到1111 1110，然后按位取反得到0000 0001，得到正数1，所以这个1111 1111表示的是-1，如果我们想要再次转换成int类型，则因为符号位是1，Java虚拟机自动用1填充剩下的24位，结果为11111111 11111111 11111111 11111111，这个数就是int类型的-1

总结：小小byte大世界