字节理解java中的有符号数字和补码

Question

我有一个3字节的有符号数字，我需要它来确定Java中的值。我相信它是用一个人的补语签署的，但我不是100%确定（我已经10多年没有研究过这个东西了，而且我的问题的文档也不是非常清楚）。我认为我遇到的问题是Java做的每件事都是二者互补的。我有一个具体的例子来说明：

• 原始的3字节数字：0xEE1B17

• 解析为整数（Integer.parseInt(s, 16)），它变成：15604503

• 如果我做一个简单的位翻转（~），我得到（我想）一个二的补码表示：-15604504

• 但我应该得到的值是：-1172713

我想发生的是，我得到了整个int的两个补码，而不仅仅是int的3个字节，但我不知道如何解决这个问题

我所能做的是将整数转换为二进制字符串（Integer.toBinaryString()），然后手动将所有0“翻转”为1，反之亦然。当解析这个整数（Integer.parseInt(s, 16)）时，我得到了非常接近的1172712。在所有其他例子中，我总是需要在结果中加1才能得到答案

任何人都可以诊断这里使用的是哪种类型的有符号数字编码，以及除了手动翻转字符串的每个字符之外是否有其他解决方案？我觉得必须有一个更优雅的方式来做到这一点

编辑：所有的响应者都以不同的方式提供了帮助，但我的一般问题是如何翻转一个3字节的数字，@louis wasserman回答了这个问题并首先回答了，所以我将他作为解决方案。谢谢大家的帮助

Answer 1

如果您想翻转Java int的低三个字节，那么只需执行^ 0x00FFFFFF

Answer 2

0xFFEE1B17是1172713 只能添加前导字节FF如果设置了3字节值的最高位，则00否则

将3字节值转换为适当的int的方法可能如下所示：

if(byte3val>7FFFFF)
  return byte3val| 0xFF000000;
else 
  return byte3val;

Answer 3

负号被定义为a + (-a) = 0。这意味着所有的位都被翻转，然后1加上。见Two's complement。您可以通过思考添加a + ~a + 1时会发生什么来检查这个过程是否满足条件

你可以识别出一个数字的最高有效位是负数。因此，如果需要将有符号的3字节数转换为4字节数，可以通过检查位来实现，如果设置了位，还可以设置第四个字节的位：

if ((a & 0x800000) != 0)
    a = a | 0xff000000;

您也可以在一个表达式中实现，这很可能会表现得更好，因为计算中没有分支（分支与当前CPU中的pipelining不兼容）：

a = (0xfffffe << a) >> a;

这里<<和>>执行字节移位。首先，我们将数字8位右移（因此现在它占用3个“上”字节而不是3个“下”字节），然后将其移回。诀窍在于>>是所谓的Arithmetic shift，也称为符号移位。将最高有效位复制到该操作产生的所有空位。这正是为了保留数字的符号。事实上：

(0x1ffffe << 8) >> 8        ->  2097150
(0xfffffe << 8) >> 8        ->  -2

只需注意，java还有一个无符号右移运算符>>>。有关更多信息，请参阅Java教程：Bitwise and Bit Shift Operators