在 Java 中如何正確地將有符號位元組視為無符號位元組？

在Java 中將有符號位元組視為無符號

問題背景

在Java 中從有符號位元組轉換為無符號位元組可能具有挑戰性，因為Java 本身並不支援這種轉換支援無符號位元組類型。因此，當接收並解釋有符號位元組值時，可能會出現資料完整性問題。

嘗試1：使用位元運算轉換

為了解決此問題，常見的解決方案建議使用位元運算如下：

public static int unsignedToBytes(byte a) {
    int b = a & 0xFF;
    return b;
}

但是，此方法無法達到預期結果，因為將傳回值指派回位元組類型仍然會導致帶符號的解釋，導致資料失真。

解決方案：手動向下轉換和解釋

解決此問題的關鍵在於理解，雖然 Java 中的原語是有符號的，但它們在記憶體中的表示卻不是。這是一個修改後的解決方案，透過明確向下轉換將位元組解釋為無符號值：

int i = 200; // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 1000 (200)
byte b = (byte) i; // 1100 1000 (-56 by Java specification, 200 by convention)

/*
 * When b is cast back to int, sign extension leads to:
 * 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 1000 (-56)
 *
 * However, we choose to interpret this as +200 instead.
 */
System.out.println(b); // "-56"

/*
 * To eliminate sign extension, we perform a bitwise AND with 0xFF:
 * 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 1000 (the int)
 * &
 * 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 (0xFF)
 * =======================================
 * 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 1000 (200)
 */
System.out.println(b & 0xFF); // "200"

在上面的範例中，我們將整數i 向下轉換為位元組b ，這導致該值被解釋為負數根據Java 的符號位元組規範。然而，透過手動將 b 與 0xFF 進行位元與運算，我們可以有效地清除符號擴展並檢索正確的無符號值。

透過使用此技術，您可以在 Java 中無縫處理無符號位元組值，從而確保準確的資料處理和在語言限制內進行翻譯。

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