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java反码教程



  注意,我们这里举列的原码和反码只是为了求负数的补码,在计算机中没有原码,反码的存在,只有补码。

一.原码

1>.正数的原码就是它的本身

  假设使用一个字节存储整数,整数10的原码是:0000 1010

2>.负数用最高位是1表示负数

  假设使用一个字节存储整数,整数-10的原码是:1000 1010

二.反码

1>.正数的反码跟原码一样

  假设使用一个字节存储整数,整数10的反码是:0000 1010

2>.负数的反码是负数的原码按位取反(0变1,1变0),符号位不变

  假设使用一个字节存储整数,整数-10的反码是:1111 0101

三.补码(再次强调,整数的补码才是在计算机中的存储形式。)

1>.正数的补码和原码一样

  假设使用一个字节存储整数,整数10的补码是:0000 1010(第三次强调:这一串是10这个整数在计算机中存储形式)

2>.负数的补码是负数的反码加1

  假设使用一个字节存储整数,整数-10的补码是:1111 0110(第三次强调:这一串是-10这个整数在计算机中存储形式)

四.在计算机中,为什么不用原码和反码,而是用补码呢?

  因为在使用原码,反码在计算时不准确,使用补码计算时才准确。

1>.使用原码计算10-10

     0000 1010  (10的原码)

   + 1000 1010   (-10的原码)

------------------------------------------------------------

     1001 0100  (结果为:-20,很显然按照原码计算答案是否定的。)

2>.使用反码计算10-10

      0000 1010  (10的反码)

    +  1111 0101  (-10的反码)

------------------------------------------------------------

      1111 1111  (计算的结果为反码,我们转换为原码的结果为:1000 0000,最终的结果为:-0,很显然按照反码计算答案也是否定的。)

3>.使用补码计算10-10

      0000 1010  (10的补码)

   +   1111 0110  (-10的补码)

------------------------------------------------------------

     1 0000 0000  (由于我们这里使用了的1个字节存储,因此只能存储8位,最高位(第九位)那个1没有地方存,就被丢弃了。因此,结果为:0)

五.小试牛刀

  有了上面的案例,接下来,我们来做几个小练习吧,分别计算以下补码表示的十进制数字是多少呢?

1>.0b0000 1111

  相信这个数字大家异口同声的就能说出它的答案是:15(因为正数的补码和原码一样)

2>.0b1111 1111

  计算过程:0b1111 1111(补码)------>0b1111 1110(反码)------>0b1000 0001(原码)

  将其换算成原码之后就可以得到最后的结果为:-1

3>.0b1111 0000

  计算过程:0b1111 0000(补码)------>0b1110 1111(反码)------>0b(原码)

  将其换算成原码之后就可以得到最后的结果为:-16

4>.0b1000 0001

  计算过程:0b1000 0001(补码)------>0b1000 0000(反码)------->0b1111 1111(原码)

  将其换算成原码之后就可以得到最后的结果为:-127

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

最近在tcp的基础上写一个自定义的协议,处理拆包粘包的时候发现一个情况

数据是以字节流的形式在tcp中传输,所以,大于一个字节的数据类型,都要转为byte[] 的形式

以int类型举例,在java中一个int类型的数据占4个字节,也就是需要new byte[4]

java中的数据类型都是有符号类型,也就是说区分正负的

一个字节=8bit,也就是说一个 byte 可以存放8个 0 或者 1

二进制的最高位为符号位,所以byte 的取值范围为-128~127,(-2^7~2^7-1)

在 Java 中,是采用补码来表示数据的。

正数的补码和原码相同,负数的补码是在原码的基础上各位取反然后加 1。

譬如:int a = -29 的二进制表示为

int 32字节,先取a的的绝对值求原码,29 的原码为00011101

不足4字节,高位补24个0

00000000000000000000000000011101

再求反码

通过上面的代码看,int 在tcp传输的时候要转换为byte[], int a = -29; 一共4个字节32位,于是byte[4] 每一个小标存储一个字节也就是8位,写到这里我们发现还是用不上&0xff,不要着急,接下来就用上了

于是,我们发现int 29 被装进 byte[] 的时候,成了这个样子:

下标0表示的是前8位,
下标1表示的是8-16位,
下标2表示的是16-24位,
下标3表示的是24-32位

也很容易理解,因为-1的补码就是 ,所以这4个byte的二进制组合起来就是int -29 的二进制

你把数据拆开了还要把它组合起来啊,也就是byte[] 转 int

分解问题就是单个byte 转 int

byte 八个bit位,int 32个bit位,byte为负数的时候,需要把高24位的全部置为0.保持低八位的一致性,不然得到的int就成了另一个数字

0xff 是16进制,也就是255 二进制也就是 1111 1111
补到32位也就是 这里是24个0 这里是八个1
一个负数的byte & 0xff的时候,高24位就成了0,保证了一致性
然而正数的补码还是它自己,不受影响,虽然只有负数的时候才需要 &0xff,但不至于再判断一次去吧?

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