添加后出现意外结果

Question

我现在正在用Java编写个人项目，最近我第一次使用位操作。我试图将两个字节转换为短字节，一个字节为高8位，另一个字节为低8位。

运行下面的第一行代码时遇到错误。

错误的结果

short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2) );

正确的结果

short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2 & 0xFF) );

预期结果是：AAAAAAAABBBBBBBB，其中A代表byte1的比特，B代表byte2的比特。

使用第一行代码，我得到的是在位移后的字节1和字节2之间的典型加法。

错误结果示例

byte1 = 11, byte2 = -72

result = 2816 -72
       = 2744

使用产生预期结果的代码行时，我可以得到3000的正确答案。我很好奇byte2为何需要位屏蔽。我的想法是，它将byte2转换为加法之前的二进制，然后对两个字节执行二进制加法。

Answer 1

在错误的情况下，由于byte2运算符，int被提升为+。这不仅意味着在byte2的二进制表示形式的开头添加一些零。由于整数类型用Java中的two's complement表示，因此将添加 1s 。升级后，byte2变为：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 1000

通过执行& 0xFF，您将升级强制为int 先，然后保留最低有效8位：1011 1000，并使其他所有内容均为0。

Answer 2

直接打印中间值以查看发生了什么。喜欢，

System.out.printf("%d %s%n", ((byte) -72) & 0xFF, Integer.toBinaryString(((byte) -72) & 0xFF));

我明白了

184 10111000

所以正确的代码实际上是加184（不减去72）。

Answer 3

因此，我完全忘记了byte是用Java编写的，因此，使用此数据类型的变量执行数学运算时，它将使用带符号的解释，而不是位的直接值。通过执行byte2 & 0xFF，Java将带符号的字节值转换为无符号的int，除了前8位外，其他所有位均设置为0。因此，您可以正确执行二进制加法。

有符号字节值0x11111111 = -1

无符号字节值0x11111111 = 255

Answer 4

  

在两种情况下，当以下情况时，字节值都在表达式中提升为int   它被评估。

byte byte1 = 11, byte2 = -72;
short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2) );

（2816）+（-72）= 2744

甚至在下面的表达式中，字节也被提升为int

short regPair = (short) ( (byte1 << 8) + (byte2 & 0xFF) );

2816 + 184 = 3000

在此表达式中，没有两个字节的串联，就像在上面的问题AAAAAAAABBBBBBBBBB中表示的那样，其中A代表字节1中的位，B代表字节2中的位。

实际上-7和255给出184，将其加到2816上得到3000。