Java I/O : Java中的进制详解

作者：李强强

上一篇，泥瓦匠基础地讲了下Java I/O : Bit Operation 位运算。这一讲，泥瓦匠带你走进Java中的进制详解。

一、引子

在Java世界里，99%的工作都是处理这高层。那么二进制，字节码这些会在哪里用到呢？

自问自答：在跨平台的时候，就凸显神功了。比如说文件读写，数据通信，还有Java编译后的字节码文件。下面会有个数据通信的例子哦。

Java对对象实现Serializablle接口，就可以将其转化为一系列字节，而在通信中，不必要关系数据如何在不同机器表示和字节的顺序。这里泥瓦匠对Serializablle接口，不做详细讲解，以后单独详解。

二、Java进制转换

首先认识下Java中的数据类型：

1、Int整型：byte（8位，-128~127）、short（16位）、int（32位）、long（64位）

2、Float型：float（32位）、double（64位）

2、char字符：unicode字符（16位）

也就是说，一个int等价于长度为4的字节数组。

Java中进制如何转换呢？

在Java中，Int整形以及char字符型被包装的类中提供了一系列的操作方法。比如 java.lang.Integer 中，api如图所示：

下面泥瓦匠写个demo，验证下。

package javaBasic.oi.byteoper;
 
public class IntegerOper
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("17的十六进制： " + Integer.toHexString(17));
        System.out.println("17的八进制：     "   + Integer.toOctalString(17));
        System.out.println("17的二进制：     "   + Integer.toBinaryString(17));
 
        System.out.println(Integer.valueOf("11", 16));
        System.out.println(Integer.valueOf("21", 8));
        System.out.println(Integer.valueOf("00010001", 2));
    }
}

 

右键Run一下，我们可以在控制台中看到如下输出:

17的十六进制： 11
17的八进制：   21
17的二进制：   10001
17
17
17

补充：如果值太大，则需要调用 java.lang.Long 提供的方法。

三、Java基本类型和字节神奇转换

这里泥瓦匠想到了自己是个学生，典型的OO思想。那学号：1206010035是整型，怎么转成字节呢，上面说的拥有字节码的对象能通信。所以，学校关于学号这个都是这样的方式通信的。因此，要将学号转成字节码才行。

泥瓦匠就写了个工具类 IntegerConvert.java

package javaBasic.oi.byteoper;
 
public class IntegerConvert
{
    /**
     * Int转字节数组
     */
    public static byte[] int2Bytes(int inta)
    {
        // 32位Int可存于长度为4的字节数组
        byte[] bytes = new byte[4];
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
            bytes[i] = (byte)(int)((inta >> i * 8) & 0xff);// 移位和清零
         
        return bytes;
    }
     
    /**
     * 字节数组转Int
     */
    public static int bytes2Int(byte[] bytes)
    {
        int inta = 0;
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
            inta += (int)((bytes[i] & 0xff) << i * 8);// 移位和清零
         
        return inta;
    }
     
    public static void main(String[] args)
    {
        // 将我的学号转换成字节码
        byte[] bytes = IntegerConvert.int2Bytes(1206010035);
        System.out.println(bytes[0] + " " + bytes[1] + " " + bytes[2] + " " + bytes[3]);
        // 字节码就可以转换回学号
        System.out.println(IntegerConvert.bytes2Int(bytes));
    }
 
}

 

跑一下，右键Run，可以看到以下输出：

-77 64 -30 71
1206010035

 

代码详细解释如下：

1、(inta >> i * 8) & 0xff

   移位 清零从左往右，按8位获取1字节。

2、这里使用的是小端法。地位字节放在内存低地址端，即该值的起始地址。补充：32位中分大端模式（PPC）和小段端模式（x86）。

自然，Long也有其转换方法，如下：

public class LongConvert
{
    /**
     * long 转 byte数组
     */
    public static byte[] long2Bytes(long longa)
    {
        byte[] bytes = new byte[8];
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
            bytes[i] = (byte)(long)(((longa) >> i * 8) & 0xff); // 移位和清零
         
        return bytes;
    }
     
    /**
     * byte数组 转 long
     */
    public static long bytes2Long(byte[] bytes)
    {
        long longa = 0;
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
            longa += (long)((bytes[i] & 0xff) << i * 8); // 移位和清零
         
        return longa;
    }
     
}

 

那字符串，字符数组呢？比如泥瓦匠的名字：李强强

Java也提供了一系列的方法，其实 java.lang.String 封装了char[]，其中本质还是对char数组的操作。代码如下：

package javaBasic.oi.byteoper;
 
public class StringConvert
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String str = "李强强";
        byte[] bytes = str.getBytes();
        // 打印字节数组
        System.out.println("'李强强'的字节数组为：");
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
            System.out.print("\t" + bytes[i]);
    }
}

 

右键Run一下，可以看到以下输出：

1
2 '李强强'的字节数组为：
    -64 -18 -57 -65 -57 -65

 

论证：这里我们论证了一个中文，需要两个字节表示，也就是说一个中文是16位。

四、浅谈Java通信中的数据

下面简单把泥瓦匠学生的故事延续。

如图，库表中一个学生对象，有个属性是学号。这时候客户端要向服务端发送这个对象。过程如下：

1、对象实现Serializable接口。

实现了Serializable接口的对象，可将它们转换成一系列字节，并可在以后完全恢复回原来的样子。

2、其学号属性值 1206010035，由客户端转换为字节码。

3、字节码传输至服务端

4、服务端接收并转换为对象属性值。

五、总结

此文讲的点有点多，泥瓦匠就想把这块用到的知识点串起来，然后慢慢每个讲解。总结如下：

1、Java中进制转换是什么？

2、Java中进制转换的作用？

Writer      ：BYSocket（泥沙砖瓦浆木匠）

微         博：BYSocket

豆         瓣：BYSocket

FaceBook：BYSocket

Twitter    ：BYSocket