java二进制,字节数组,字符,十六进制,BCD编码转换
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。
/*
* 把16进制字符串转换成字节数组
* @param hex
* @return
*/
public static byte[] hexStringToByte(String hex) {
int len = (hex.length() / 2); //除以2是因为十六进制比如a1使用两个字符代表一个byte
byte[] result = new byte[len];
char[] achar = hex.toCharArray();
for (int i = 0; i < len; i++) {
//乘以2是因为十六进制比如a1使用两个字符代表一个byte,pos代表的是数组的位置
//第一个16进制数的起始位置是0第二个是2以此类推
int pos = i * 2;
//<<4位就是乘以16 比如说十六进制的"11",在这里也就是1*16|1,而其中的"|"或运算就相当于十进制中的加法运算
//如00010000|00000001结果就是00010001 而00010000就有点类似于十进制中10而00000001相当于十进制中的1，与是其中的或运算就相当于是10+1(此处说法可能不太对，)
result[i] = (byte) (toByte(achar[pos]) << 4 | toByte(achar[pos + 1]));
}
return result;
}
private static byte toByte(char c) {
byte b = (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c);
return b;
}
/**
* 把字节数组转换成16进制字符串
* @param bArray
* @return
*/
public static final String bytesToHexString(byte[] bArray) {
StringBuffer sb = new StringBuffer(bArray.length);
String sTemp;
for (int i = 0; i < bArray.length; i++) {
sTemp = Integer.toHexString(0xFF & bArray[i]);
if (sTemp.length() < 2)
sb.append(0);
sb.append(sTemp.toUpperCase());
}
return sb.toString();
}
/**
* 把字节数组转换为对象
* @param bytes
* @return
* @throws IOException
* @throws ClassNotFoundException
*/
public static final Object bytesToObject(byte[] bytes) throws IOException, ClassNotFoundException {
ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(bytes);
ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(in);
Object o = oi.readObject();
oi.close();
return o;
}
/**
* 把可序列化对象转换成字节数组
* @param s
* @return
* @throws IOException
*/
public static final byte[] objectToBytes(Serializable s) throws IOException {
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream ot = new ObjectOutputStream(out);
ot.writeObject(s);
ot.flush();
ot.close();
return out.toByteArray();
}
public static final String objectToHexString(Serializable s) throws IOException{
return bytesToHexString(objectToBytes(s));
}
public static final Object hexStringToObject(String hex) throws IOException, ClassNotFoundException{
return bytesToObject(hexStringToByte(hex));
}
/** *//**
* @函数功能: BCD码转为10进制串(阿拉伯数据)
* @输入参数: BCD码
* @输出结果: 10进制串
*/
public static String bcd2Str(byte[] bytes){
StringBuffer temp=new StringBuffer(bytes.length*2);
for(int i=0;i<bytes.length;i++){
temp.append((byte)((bytes[i]& 0xf0)>>>4));
temp.append((byte)(bytes[i]& 0x0f));
}
return temp.toString().substring(0,1).equalsIgnoreCase("0")?temp.toString().substring(1):temp.toString();
}
/**
* @函数功能: 10进制串转为BCD码
* @输入参数: 10进制串
* @输出结果: BCD码
*/
public static byte[] str2Bcd(String asc) {
int len = asc.length();
int mod = len % 2;
if (mod != 0) {
asc = "0" + asc;
len = asc.length();
}
byte abt[] = new byte[len];
if (len >= 2) {
len = len / 2;
}
byte bbt[] = new byte[len];
abt = asc.getBytes();
int j, k;
for (int p = 0; p < asc.length()/2; p++) {
if ( (abt[2 * p] >= '0') && (abt[2 * p] <= '9')) {
j = abt[2 * p] - '0';
} else if ( (abt[2 * p] >= 'a') && (abt[2 * p] <= 'z')) {
j = abt[2 * p] - 'a' + 0x0a;
} else {
j = abt[2 * p] - 'A' + 0x0a;
}
if ( (abt[2 * p + 1] >= '0') && (abt[2 * p + 1] <= '9')) {
k = abt[2 * p + 1] - '0';
} else if ( (abt[2 * p + 1] >= 'a') && (abt[2 * p + 1] <= 'z')) {
k = abt[2 * p + 1] - 'a' + 0x0a;
}else {
k = abt[2 * p + 1] - 'A' + 0x0a;
}
int a = (j << 4) + k;
byte b = (byte) a;
bbt[p] = b;
}
return bbt;
}
/**
* @函数功能: BCD码转ASC码
* @输入参数: BCD串
* @输出结果: ASC码
*/
public static String BCD2ASC(byte[] bytes) {
StringBuffer temp = new StringBuffer(bytes.length * 2);
for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
int h = ((bytes[i] & 0xf0) >>> 4);
int l = (bytes[i] & 0x0f);
temp.append(BToA[h]).append( BToA[l]);
}
return temp.toString() ;
}
/**
* MD5加密字符串，返回加密后的16进制字符串
* @param origin
* @return
*/
public static String MD5EncodeToHex(String origin) {
return bytesToHexString(MD5Encode(origin));
}
/**
* MD5加密字符串，返回加密后的字节数组
* @param origin
* @return
*/
public static byte[] MD5Encode(String origin){
return MD5Encode(origin.getBytes());
}
/**
* MD5加密字节数组，返回加密后的字节数组
* @param bytes
* @return
*/
public static byte[] MD5Encode(byte[] bytes){
MessageDigest md=null;
try {
md = MessageDigest.getInstance("MD5");
return md.digest(bytes);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
return new byte[0];
}
}
//关于byte: signed byte 把 0x00 ~ 0xff 映射成范围 0~127和 -128~-1 两段,比较简单的办法用 (b+256)%256的办法令其值回到0~255，或者用&0xff并赋给一个int。
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
public static String bytes2HexString(byte[] b) {
String ret = "";
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
String hex = Integer.toHexString(b[ i ] & 0xFF);
if (hex.length() == 1) {
hex = '0' + hex;
}
ret += hex.toUpperCase();
}
return ret;
}
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。