byte为什么要与0xff

面对带正负号的数，会采用符号扩展，如果原值是正数，则高位补上0；如果原值是负数，高位补1。
二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。
当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。
计算机中的二进制则是一个非常微小的开关，用“开”来表示1，“关”来表示0。

我们都知道Java的基本数据类型内存中都有一个固定的位数(内存分配空间)，如byte占8位，int占32位等。正因如此，当把一个低精度的数据类型转成一个高精度的数据类型时，必然会涉及到如何扩展位数的问题。这里有两种解决方案：
（1）补零扩展：填充一定位数的0。
（2）补符号位扩展：填充一定位数的符号位（非负数填充0，负数填充1）。
　　对于无符号类型（相当于都是非负数）与有符号类型中的非负数部分，这两种方法没有区别，都是填充0；对于有符号类型中的负数部分，这两种方法就会产生差异了，补零扩展会填充0，而补符号位扩展会填充1。下面将byte类型的-127转为int类型为例，探讨一下这两种方法的区别。
　　首先必须明确一些知识点：

计算机是用补码来存储数字的；
正数的补码等于原码；
负数的补码等于反码+1；
一个数的补码的补码等于原码。

　　-127原码1111 1111，反码1000 0000，补码1000 0001。计算机存储的是1000 0001，用十六进制表示为0x81。

　　当使用补零扩展时，结果为： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0001
　　用十六进制表示为0x81。为了计算十进制值，计算它的补码，结果为： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0001
　　将这个二进制数转成十进制的结果是129。

　　当使用补符号位扩展时，结果为： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0001
　　用十六进制表示为0xFFFFFF81。为了计算十进制值，计算它的补码，结果为： 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111
　　将这个二进制数转成十进制的结果是-127。
由此可以得出结论：
（1）使用补零扩展能够保证二进制存储的一致性，但不能保证十进制值不变。
（2）使用补符号位扩展能够保证十进制值不变，但不能保证二进制存储的一致性。

原码反码补码这三个概念

对于正数（00000001）原码来说，首位表示符号位，反码补码都是本身

对于负数（100000001）原码来说，反码是对原码除了符号位之外作取反运算即（111111110），补码是对反码作+1运算即（111111111）

概念就这么简单。

当将-127赋值给a[0]时候，a[0]作为一个byte类型，其计算机存储的补码是10000001（8位）。

将a[0] 作为int类型向控制台输出的时候，jvm作了一个补位的处理，因为int类型是32位所以补位后的补码就是1111111111111111111111111 10000001（32位），这个32位二进制补码表示的也是-127.

发现没有，虽然byte->int计算机背后存储的二进制补码由10000001（8位）转化成了1111111111111111111111111 10000001（32位）很显然这两个补码表示的十进制数字依然是相同的。

但是我做byte->int的转化所有时候都只是为了保持十进制的一致性吗？

不一定吧？好比我们拿到的文件流转成byte数组，难道我们关心的是byte数组的十进制的值是多少吗？我们关心的是其背后二进制存储的补码吧

所以大家应该能猜到为什么byte类型的数字要&0xff再赋值给int类型，其本质原因就是想保持二进制补码的一致性。

当byte要转化为int的时候，高的24位必然会补1，这样，其二进制补码其实已经不一致了，&0xff可以将高的24位置为0，低8位保持原样。这样做的目的就是为了保证二进制数据的一致性。

当然拉，保证了二进制数据性的同时，如果二进制被当作byte和int来解读，其10进制的值必然是不同的，因为符号位位置已经发生了变化。

int c = a[0]&0xff;

a[0]&0xff=1111111111111111111111111 10000001&11111111=000000000000000000000000 10000001 ，这个值算一下就是129，

所以c的输出的值就是129。

有人问

为什么上面的式子中a[0]不是8位而是32位，因为当系统检测到byte可能会转化成int

或者说byte经过一些运算后会转化成int时，就会将byte的内存空间高位补1扩充到32位，再参与运算。

其实是从数字类型扩展到较宽的类型时，补零扩展还是补符号位扩展。
这是因为Java中只有有符号数，当byte扩展到short, int时，即正数都一样，因为为符号位是0，所以无论如何都是补零扩展；

但负数补零扩展和按符号位扩展结果完全不同。
补符号数，原数值不变。
补零时，相当于把有符号数看成无符号数，比如-127 = 0x81，看成无符号数就是129， 256 + （- 127）
对于有符号数，从小扩展大时，需要用&0xff这样方式来确保是按补零扩展。
而从大向小处理，符号位自动无效，所以不用处理。

也就是说在byte向int扩展的时候，自动转型是按符号位扩展的，这样子能保证十进制的数值不会变化，

而&0xff是补0扩展的，这样子能保证二进制存储的一致性，但是十进制数值已经发生变化了。

也就是说按符号位扩展能保证十进制数值不变，补0扩展能保证二进制存储不会变。

而正数可以说是既按符号位扩展，又是补0扩展，所以在二进制存储和十进制数值上都能保证一致。

巴特西

byte为什么要与0xff

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