添加后的意外结果

Question

我现在正在 Java 编写个人项目，最近第一次使用位运算。我试图将两个字节转换为一个短字节，一个字节是高 8 位，另一个是低 8 位。

我在运行下面的第一行代码运行时出错。

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

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

预期结果为：AAAAAAAABBBBBBBB，其中 A 表示来自 byte1 的位，B 表示来自 byte2.

的位

使用第一行代码，我将在经过位移的字节 1 和添加到字节 2 之间得到典型的加法。

byte1 = 11, byte2 = -72

result = 2816 -72
       = 2744

当使用产生预期结果的代码行时，我可以获得正确答案 3000。我很好奇为什么 byte2 需要位掩码。我的想法是它在加法之前将 byte2 转换为二进制，然后对两个字节执行二进制加法。

Answer 1

直接打印中间值看看是怎么回事。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上 184（而不是减去 72）。

Answer 2

所以我完全忘记了 byte 在 Java 中被签名，因此当使用这种数据类型的变量执行数学运算时，它将采用带符号的解释而不是位的直接值。通过执行 byte2 & 0xFF，Java 将有符号字节值转换为除前 8 位以外的所有位都设置为 0 的无符号整数。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 3

在不正确的情况下，由于 + 运算符，byte2 被提升为 int。这不仅仅意味着在 byte2 的二进制表示形式的开头添加一些零。由于整数类型在Java中的two's complement中表示，因此将添加1s。晋升后，byte2变为：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 1000

通过执行 & 0xFF，您强制提升到 int first，然后保留最低有效 8 位：1011 1000 和将其他所有内容设为 0.

Answer 4

In both cases byte values are promoted to int in the expression when it is evaluated.

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

(2816) + (-72) = 2744

甚至在下面的表达式中 byte 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，就像上面问题中所表达的那样 - AAAAAAAABBBBBBBB，其中 A 表示来自字节 1 的位，B 表示来自字节 2 的位。

实际上 -7 和 255 得到 184 加到 2816 得到输出 3000。

Unexpected result after addition