Java中byte与16进制字符串的互相转换

Java中byte用二进制表示占用8位，而我们知道16进制的每个字符需要用4位二进制位来表示（23 + 22 + 21 + 20 = 15），所以我们就可以把每个byte转换成两个相应的16进制字符，即把byte的高4位和低4位分别转换成相应的16进制字符H和L，并组合起来得到byte转换到16进制字符串的结果new String(H) + new String(L)。即byte用十六进制表示只占2位。

同理，相反的转换也是将两个16进制字符转换成一个byte，原理同上。

根据以上原理，我们就可以将byte[] 数组转换为16进制字符串了，当然也可以将16进制字符串转换为byte[]数组了。

?

?

??? /**

1. ?*?Convert?byte[]?to?hex?string.这里我们可以将byte转换成int，然后利用Integer.toHexString(int)来转换成16进制字符串。??
2. ?*?@param?src?byte[]?data??
3. ?*?@return?hex?string??
4. ?*/?????
5. public?static?String?bytesToHexString(byte[]?src){??
6. ????StringBuilder?stringBuilder?=?new?StringBuilder("");??
7. ????if?(src?==?null?||?src.length?<=?0)?{??
8. ????????return?null;??
9. ????}??
10. ????for?(int?i?=?0;?i?<?src.length;?i++)?{??
11. ????????int?v?=?src[i]?&?0xFF;??
12. ????????String?hv?=?Integer.toHexString(v);??
13. ????????if?(hv.length()?<?2)?{??
14. ????????????stringBuilder.append(0);??
15. ????????}??
16. ????????stringBuilder.append(hv);??
17. ????}??
18. ????return?stringBuilder.toString();??
19. }??
20. /**?
21. ?*?Convert?hex?string?to?byte[]?
22. ?*?@param?hexString?the?hex?string?
23. ?*?@return?byte[]?
24. ?*/??
25. public?static?byte[]?hexStringToBytes(String?hexString)?{??
26. ????if?(hexString?==?null?||?hexString.equals(""))?{??
27. ????????return?null;??
28. ????}??
29. ????hexString?=?hexString.toUpperCase();??
30. ????int?length?=?hexString.length()?/?2;??
31. ????char[]?hexChars?=?hexString.toCharArray();??
32. ????byte[]?d?=?new?byte[length];??
33. ????for?(int?i?=?0;?i?<?length;?i++)?{??
34. ????????int?pos?=?i?*?2;??
35. ????????d[i]?=?(byte)?(charToByte(hexChars[pos])?<<?4?|?charToByte(hexChars[pos?+?1]));??
36. ????}??
37. ????return?d;??
38. }??
39. /**?
40. ?*?Convert?char?to?byte?
41. ?*?@param?c?char?
42. ?*?@return?byte?
43. ?*/??
44. ?private?byte?charToByte(char?c)?{??
45. ????return?(byte)?"0123456789ABCDEF".indexOf(c);??
46. }??

1. //将指定byte数组以16进制的形式打印到控制台??
2. public?static?void?printHexString(?byte[]?b)?{????
3. ???for?(int?i?=?0;?i?<?b.length;?i++)?{???
4. ?????String?hex?=?Integer.toHexString(b[i]?&?0xFF);???
5. ?????if?(hex.length()?==?1)?{???
6. ???????hex?=?'0'?+?hex;???
7. ?????}???
8. ?????System.out.print(hex.toUpperCase()?);???
9. ???}???
10. ??
11. }??

?

java中byte转换int时为何与0xff进行与运算

在剖析该问题前请看如下代码

1. public?static?String?bytes2HexString(byte[]?b)?{??
2. ??String?ret?=?"";??
3. ??for?(int?i?=?0;?i?<?b.length;?i++)?{??
4. ???String?hex?=?Integer.toHexString(b[?i?]?&?0xFF);??
5. ???if?(hex.length()?==?1)?{??
6. ????hex?=?'0'?+?hex;??
7. ???}??
8. ???ret?+=?hex.toUpperCase();??
9. ??}??
10. ??return?ret;??
11. }??

?
上面是将byte[]转化十六进制的字符串,注意这里b[ i ] & 0xFF将一个byte和 0xFF进行了与运算,然后使用Integer.toHexString取得了十六进制字符串,可以看出
b[ i ] & 0xFF运算后得出的仍然是个int,那么为何要和 0xFF进行与运算呢?直接 Integer.toHexString(b[ i ]);,将byte强转为int不行吗?答案是不行的.

其原因在于:
1.byte的大小为8bits而int的大小为32bits
2.java的二进制采用的是补码形式

在这里先温习下计算机基础理论

byte是一个字节保存的，有8个位，即8个0、1。
8位的第一个位是符号位，?
也就是说0000 0001代表的是数字1?
1000 0000代表的就是-1?
所以正数最大位0111 1111，也就是数字127?
负数最大为1111 1111，也就是数字-128

上面说的是二进制原码，但是在java中采用的是补码的形式，下面介绍下什么是补码

1、反码：
? ?? ???一个数如果是正，则它的反码与原码相同；
? ?? ???一个数如果是负，则符号位为1，其余各位是对原码取反；

2、补码：利用溢出，我们可以将减法变成加法
? ?? ? 对于十进制数，从9得到5可用减法：
? ?? ? 9－4＝5? ? 因为4+6＝10，我们可以将6作为4的补数
? ?? ? 改写为加法：
? ?? ? 9+6＝15（去掉高位1，也就是减10）得到5.

? ?? ? 对于十六进制数，从c到5可用减法：
? ?? ? c－7＝5? ? 因为7+9＝16 将9作为7的补数
? ?? ? 改写为加法：
? ?? ? c+9＝15（去掉高位1，也就是减16）得到5.

? ? 在计算机中，如果我们用1个字节表示一个数，一个字节有8位，超过8位就进1，在内存中情况为（100000000），进位1被丢弃。

? ? ⑴一个数为正，则它的原码、反码、补码相同
? ? ⑵一个数为负，刚符号位为1，其余各位是对原码取反，然后整个数加1
? ??
- 1的原码为? ?? ?? ?? ?? ? 10000001
- 1的反码为? ?? ?? ?? ?? ? 11111110
? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?+ 1
- 1的补码为? ?? ?? ?? ?? ? 11111111

0的原码为? ?? ?? ?? ?? ???00000000
0的反码为? ?? ?? ?? ?? ???11111111（正零和负零的反码相同）
? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?+1
0的补码为? ?? ?? ?? ?? ?100000000（舍掉打头的1，正零和负零的补码相同）

Integer.toHexString的参数是int，如果不进行&0xff，那么当一个byte会转换成int时，由于int是32位，而byte只有8位这时会进行补位，
例如补码11111111的十进制数为-1转换为int时变为11111111111111111111111111111111好多1啊，呵呵！即0xffffffff但是这个数是不对的，这种补位就会造成误差。
和0xff相与后，高24比特就会被清0了，结果就对了。

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Java中的一个byte，其范围是-128~127的，而Integer.toHexString的参数本来是int，如果不进行&0xff，那么当一个byte会转换成int时，对于负数，会做位扩展，举例来说，一个byte的-1（即0xff），会被转换成int的-1（即0xffffffff），那么转化出的结果就不是我们想要的了。

而0xff默认是整形，所以，一个byte跟0xff相与会先将那个byte转化成整形运算，这样，结果中的高的24个比特就总会被清0，于是结果总是我们想要的。