Warum erzeugt „value & 0xff“ in Java einen vorzeichenlosen Wert, obwohl „value“ ein vorzeichenbehaftetes Byte ist?

Bitweise Manipulation mit Wert & 0xff in Java

In diesem Java-Codeausschnitt:

<code class="java">byte value = 0xfe; // corresponds to -2 (signed) and 254 (unsigned)
int result = value & 0xff;</code>

stellt sich die Frage : Warum erzeugt die bitweise UND-Verknüpfung (&) zwischen Wert und 0xff das Ergebnis 254 (ohne Vorzeichen) statt -2 (mit Vorzeichen) wie erwartet?

Im Gegensatz zu C ist Byte in Java ein vorzeichenbehafteter Typ. Das Zuweisen eines Werts zu int ohne bitweise Manipulation würde zum vorzeichenbehafteten Wert -2 führen. Durch die Verwendung von & mit 0xff wird jedoch der beabsichtigte vorzeichenlose Wert erreicht.

Der Schlüssel hier ist, dass & mit int-Werten arbeitet. Wenn ein Wert (ein Byte) mit & verwendet wird, wird er zunächst zu einem int heraufgestuft. Ebenso ist 0xff ein int-Literal. Die &-Operation ergibt dann den 8-Bit-Binärwert aus dem Wert, der in den niedrigstwertigen 8 Bits des Ergebnisses platziert ist.

In diesem Beispiel:

• Wert wird auf -2 (11111110) hochgestuft im Binärformat)
• 0xff stellt 255 dar (11111111 im Binärformat)
• Wert & 0xff ergibt somit 254 (11111110 im Binärformat)

Diese bitweise Manipulation wird häufig verwendet um bestimmte Bits zu extrahieren oder die vorzeichenlose Natur eines Werts beizubehalten, insbesondere in Low-Level-Programmier- oder Datenmanipulationsszenarien.

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