在 Java 中如何正确地将有符号字节视为无符号字节？

在 Java 中将有符号字节视为无符号

问题背景

在 Java 中从有符号字节转换为无符号字节可能具有挑战性，因为 Java 本身并不支持这种转换支持无符号字节类型。因此，当接收并解释有符号字节值时，可能会出现数据完整性问题。

尝试 1：使用按位运算进行转换

为了解决此问题，常见的解决方案建议使用按位运算如下：

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

但是，此方法无法达到预期结果，因为将返回值分配回字节类型仍然会导致带符号的解释，导致数据失真。

解决方案：手动向下转换和解释

解决此问题的关键在于理解，虽然 Java 中的原语是有符号的，但它们在内存中的表示却不是。这是一个修改后的解决方案，通过显式向下转换将字节解释为无符号值：

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"

在上面的示例中，我们将整数 i 向下转换为字节 b，这导致该值被解释为负数根据 Java 的有符号字节规范。然而，通过手动将 b 与 0xFF 进行按位与运算，我们可以有效地清除符号扩展并检索正确的无符号值。

通过使用此技术，您可以在 Java 中无缝处理无符号字节值，从而确保准确的数据处理和在语言限制内进行翻译。

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