0

0

Java 字节数组转整数时的符号扩展陷阱详解

碧海醫心

碧海醫心

发布时间:2026-01-24 16:13:27

|

192人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Java 字节数组转整数时的符号扩展陷阱详解

java 中 `byte` 是有符号类型,直接参与算术运算会触发符号扩展,导致高位字节被错误解释为负数,从而产生意外结果;正确做法是先零扩展(如 `& 0xff`)再移位组合。

在 Java 中将 4 字节 byte[] 转换为 int 时,一个常见却极易出错的做法是直接使用位移加法:

byte[] bytes = new byte[4];
bytes[0] = (byte) 0x95; // 实际值:-107(因 byte 为有符号 8 位)
bytes[1] = (byte) 0x19;
bytes[2] = (byte) 0x07;
bytes[3] = (byte) 0x00;

int number = bytes[0] + (bytes[1] << 8) + (bytes[2] << 16) + (bytes[3] << 24);
// ❌ 错误结果:0x00071895(而非预期的 0x00071995)

问题根源在于 byte 的符号扩展机制
Java 的 byte 类型范围是 -128 ~ +127,0x95(十进制 149)超出该范围,强制转换后变为 -107(即 0x95 的补码解释)。当该 byte 参与算术运算(如 + 或 自动提升为 int,但采用的是符号扩展(sign extension) —— 即用最高位(符号位)填充高 24 位:

  • (byte)0x95 → 值为 -107
  • 提升为 int 后 → 0xFFFFFF95(即 -107 的 32 位补码表示)

因此:

bytes[0]        // = -107 → 0xFFFFFF95
(bytes[1] << 8) // = 0x1900
(bytes[2] << 16) // = 0x070000
(bytes[3] << 24) // = 0x00000000

求和时:0xFFFFFF95 + 0x1900 + 0x070000 = 0x00071895(注意 0xFFFFFF95 相当于 -0x6B,减去了 107,导致低字节区域少加了 107,进而影响进位到 0x19 所在的字节——实际表现为 0x19 变成了 0x18)。

正确解法:零扩展(zero-extension)
通过 & 0xFF 将 byte 转为无符号等效 int(即丢弃符号含义,仅取低 8 位),再进行位移:

int number = (bytes[0] & 0xFF)
           + ((bytes[1] & 0xFF) << 8)
           + ((bytes[2] & 0xFF) << 16)
           + ((bytes[3] & 0xFF) << 24);
// ✅ 正确结果:0x00071995(即 465,301)
? 提示:& 0xFF 的本质是强制截断高 24 位,保留原始字节的二进制值(0x95 保持为 0x00000095),避免符号污染。

? 其他安全替代方案

Adrenaline
Adrenaline

软件调试助手,识别和修复代码中错误

下载

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

  • 使用 java.nio.ByteBuffer(推荐用于生产环境):
    int number = ByteBuffer.wrap(bytes).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getInt();
  • 使用 java.lang.Integer 的静态方法(需注意字节序):
    // 大端序(network order)转 int
    int number = ((bytes[0] & 0xFF) << 24)
               | ((bytes[1] & 0xFF) << 16)
               | ((bytes[2] & 0xFF) << 8)
               | (bytes[3] & 0xFF);

⚠️ 注意事项

  • 明确字节序(Little-Endian 还是 Big-Endian):上述示例按小端序(bytes[0] 为最低有效字节)处理;
  • 若涉及网络或跨平台数据,务必统一约定并显式指定字节序;
  • 对于 long 等更宽类型,同样需对每个 byte 执行 & 0xFF,或改用 ByteBuffer 避免手动计算。

总结:Java 没有无符号基础类型,byte 的“有符号性”在隐式类型提升中悄然改变语义。理解 符号扩展 vs 零扩展 的差异,是写出健壮二进制解析代码的关键第一步。

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

845

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

743

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

740

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

397

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

420

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

447

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

431

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

16947

2023.08.03

c++ 根号
c++ 根号

本专题整合了c++根号相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

25

2026.01.23

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 2.8万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 7.5万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 50.6万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号