java - short + byte 出现奇怪的事情

Question

这几天在整音频相关的东西，无意间发现了一个有趣的事情

javaSystem.out.println(String.format("0xFF00 + 0xF0 = %04X",
        (short) ((short) 0xFF00 + (byte) 0xF9)));

显示的结果有点出乎意外，所以我有换成了 C/C++

cppshort a = 0xFF00;
char b = 0xF0;
printf("a + b = %X", (short)(a+b));

没错，结果跟 java 的一样，都是 FEF0

一直以来，俺都是尽量不在代码里面显式类型转换的，从教科书上来看，
byte/char 比 short 类型低级，在表达式内部应该会隐式类型转换的

可是换成两个同样是 short 类型的数值相加才能得到希望的结果，这是什么 gui

Answer 1

short a = 0xFF00; // -256
char b = 0xF0; // -16;

所以a + b是-272，也即FEF0。
注意char类型的0xF0，强制转型成short后不等于0x00F0。你需要的是unsigned char。

Answer 2

两个操作数都小于 int，将会被同时隐式转换为int进行运算，等价于

(short) ((int)(short) 0xFF00 + (int)(byte) 0xF0))

short、byte、int都是有符号的

(int)(short) 0xFF00的值是 0xFFFFFF00
(int)(byte) 0xF0的值是 0xFFFFFFF0

相加的结果就是0xFFFFFEFO,溢出了一位，再强制转换为short，直接截取出0xFEFO

Answer 3

char的范围是-128到127，所以0xF0如果是一个signed char, gcc编译器默认进行了4字节对齐，前面给补上0xFFFFFFF,而unsigned char的范围才是0~255,补齐时前面是0.

 #include <stdio.h>

int main(){
   unsigned char b1 = 0xF0;
   printf("unsigned char b is %X, print value is %X\n", b1, b1&0xFF);
   char b2 = 0xF0;
   printf("signed char b is %X, print value is %X\n", b2, b2&0xFF);
   unsigned short a = 0xFF00;
   unsigned char b = 0xF0;
   printf("a + b = %X\n", (unsigned short)(a+b));
}

输出
unsigned char b is F0, print value is F0
signed char b is FFFFFFF0, print value is F0
a + b = FFF0
看最后一个输出