java中byte与int的转换原理

article/2025/10/9 0:47:55

前些天遇到一个问题，byte[0] = "A3"（十六进制表示）但是在debug时显示的是 -93 ，而如果直接赋值给int的变量也是-93.当然大部分人都知道这是不能直接赋值的，需要以下面的这种方式将byte转换成int：

int temp = byte[0] & 0xFF;

因为以前没有做过直接的byte数据的转换，前几天需要判断前两位的byte为"A3" "xx"作为一种类型的判断，才发现好像对这种计算机内部基本类型byte,int的二进制存储和计算不明白原理，今天就将这部分的理解记录下来。

我们分几个步骤记录这部分知识

byte 十六进制的 “A3” 为什么会显示是 -93
&运算符的计算原理
byte & 0xFF的运算过程以及为什么要这个运算后才赋值给int类型的变量

1. “A3” —> -93

首先byte类型是8 bit (8个0/1) , "A3" --> 1010 0011 , jvm虚拟机内部存储的是int类型（4字节 32bit）时是直接将最高位（就是最左边）的值补到高位的24bit，于是“A3” --> 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 0011 (这里是将最高位的1 补到24bit高位).这个二进制表示是计算机内部存储地表示，而计算机内部是以补码的方式存储地，也就是说这个不是真正的值，只有将这个转换成原码才是真正的值。

简单说明一下原码，反码，补码。正整数的原码，反，补码都是一样的，不用进行转换。负整数的原码，最高位时1，这个不变，将除最高位意外的全部取反，1变成0 ，0变成1，就是反码了，然后将反码+1（以二进制的形式计算）得到的就是补码。那么从补码返回到原码就是先-1，然后将除最高位以外的都取反得到原码。

补码： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 0011 —> -1

反码： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 0010 —> 除最高位全取反

原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1101 ——> -（64+16+8+4+1） = -93

这就是为什么“A3”的byte直接赋值给int后会是 -93的原因。

而我们经过之前的分析会发现，当byte的最高位为1时，也就是以上的情况时，byte的值就会从正整数变为负整数了自然也就是错了。当byte的最高位为0时，因为byte存储时补齐24bit高位时用的是0补了24个0 值也就没有变，数值也就是正常的。

2. &运算符 | 运算符

& 这个其实也比较的简单：

1 & 1 --> 1

(1 & 0) (0 & 1) (0 & 0) --> 0

也就是说只有1 & 1 时候才为1 只要有0 结果都是0

| 这个就相反的了

0 | 0 --> 0

(1 & 0) (0 & 1) (1 & 1) --> 1

也就是说只有0 & 0 时候才为0 只要有1 结果都是1

3. &0xFF的意义

其实到了这个时候，我们都明白就是要将当byte最高位为1时，补的24bit高位的1转换成0 那么值就是正确的。而&0xFF（这是个int类型的值）这个操作就是起到这个作用（0xFF --> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111）（谢谢评论里的回复）：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 0011

0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111

这个的计算结果就是 24bit高位全部为0 ，而8bit低位保持原样。

嗯，byte 转成 int 就完了。

还有一个int 转换成 byte的情况，不过呢因为byte只有8bit因此需要byte[4]数组存储这个int，我就记录一下：

int temp = 1009020;
byte[0] = (byte)(temp >> 24 & 0xFF);
byte[1] = (byte)(temp >> 16 & 0xFF);
byte[3] = (byte)(temp >> 8 & 0xFF);
byte[4] = (byte)(temp  & 0xFF);
//0为高位 2,3,4依次为低位

原理其实就是将32bit , 以8bit为一段分割了一下，也就是 >> 8( 倍数）移位了一下，然后其他就如之前一样。

记录一下几个重要的点