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這里有您想知道的互聯(lián)網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)解決方案
似乎你總也記不住，byte取值范圍是-127~128還是-128~127

一、前言介紹

無(wú)論在面試過(guò)程中還是平時(shí)的技術(shù)交流中，似乎有很多小伙伴始終記不住java中byte類(lèi)型的取值范圍是多少。究其原因大部分程序員對(duì)這個(gè)取值范圍是不在意的，因?yàn)橹琅c不知道都不影響你完成工作。另外這種知識(shí)點(diǎn)壓根不是讓你死記硬背的，當(dāng)然如果你是從其他文科專(zhuān)業(yè)轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)學(xué)編程開(kāi)發(fā)的，還情有可原。但對(duì)一個(gè)理科生來(lái)說(shuō)，就不太應(yīng)該了。

在蘭考等地區(qū)，都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局，加強(qiáng)發(fā)展的系統(tǒng)性、市場(chǎng)前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力，以專(zhuān)注、極致的服務(wù)理念，為客戶提供成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、網(wǎng)站建設(shè) 網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作定制制作,公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),高端網(wǎng)站設(shè)計(jì),全網(wǎng)營(yíng)銷(xiāo)推廣,外貿(mào)營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)站建設(shè),蘭考網(wǎng)站建設(shè)費(fèi)用合理。

二、取值范圍計(jì)算

在java中，byte占1個(gè)字節(jié)，8比特位，可以想象成8個(gè)小塊的數(shù)據(jù)區(qū)間，首位用0、1代表符號(hào)位。**0[正]、1[負(fù)]**，那么繪制出一個(gè)表格如下；

byte 序號(hào) 8 7 6 5 4 3 2 1 2? 2^7 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0 值 128 64 32 16 8 4 2 1 +127 0 1 1 1 1 1 1 1 -128 1 0 0 0 0 0 0 0

+127 二進(jìn)制求和

  2^0+2^1+2^2+2^3+2^4+2^5+2^6+2^7
= 2^(n+1) - 1
= 127

-128 二進(jìn)制求和

  2^8
= 128

好了，現(xiàn)在看懂邏輯就很清晰了，為什么是負(fù)數(shù)到-128，因?yàn)?代表負(fù)數(shù)的符號(hào)位，也就整整好好是2的8次方，-128。

三、進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換

因?yàn)閖ava語(yǔ)言與一些其他語(yǔ)言byte的取值范圍不同，所以在有時(shí)候處理一些文件時(shí)候需要進(jìn)行進(jìn)制轉(zhuǎn)換。也就是 -128~127 與 0~255 的轉(zhuǎn)換處理；

比如我們現(xiàn)在將一個(gè)java中byte=120，轉(zhuǎn)換成 0~255取值范圍的數(shù)值；

一般可以進(jìn)行與運(yùn)算；

120 & 0x0FF

同時(shí)還可以進(jìn)行增位運(yùn)算；(也就是將8個(gè)字節(jié)長(zhǎng)度的內(nèi)容，放到16個(gè)長(zhǎng)度中，進(jìn)行轉(zhuǎn)換)

byte[] val = {-120};
BigInteger bigInteger = new BigInteger(1, val);
//有符號(hào)
System.out.println(bigInteger.byteValue());
//無(wú)符號(hào)（增位）
String str_hex = bigInteger.toString(16);
System.out.println(Integer.parseInt(str_hex, 16)); // 136

四、解析一段class字節(jié)碼

java的類(lèi)文件都會(huì)被編譯成class文件，那么class文件需要經(jīng)過(guò)jvm的解析、驗(yàn)證，加載等處理才可以被虛擬機(jī)的指令執(zhí)行操作。

如果下是一段class文件的byte數(shù)組，將內(nèi)容解析出對(duì)應(yīng)的結(jié)果；

public class ClassReaderTest {

    //取部分字節(jié)碼：java.lang.String
    private static byte[] classData = {
            -54, -2, -70, -66, 0, 0, 0, 52, 2, 26, 3, 0, 0, -40, 0, 3, 0, 0, -37, -1, 3, 0, 0, -33, -1, 3, 0, 1, 0, 0, 8, 0,
            59, 8, 0, 83, 8, 0, 86, 8, 0, 87, 8, 0, 110, 8, 0, -83, 8, 0, -77, 8, 0, -49, 8, 0, -47, 1, 0, 3, 40, 41, 73, 1,
            0, 20, 40, 41, 76, 106, 97, 118, 97, 47, 108, 97, 110, 103, 47, 79, 98, 106, 101, 99, 116, 59, 1, 0, 20, 40, 41,
            76, 106, 97, 118, 97, 47, 108, 97, 110, 103, 47, 83, 116, 114, 105, 110, 103, 59, 1, 0, 3, 40, 41, 86, 1, 0, 3,
            40, 41, 90, 1, 0, 4, 40, 41, 91, 66, 1, 0, 4, 40, 41, 91, 67, 1, 0, 4, 40, 67, 41, 67, 1, 0, 21, 40, 68, 41, 76,
            106, 97, 118, 97, 47, 108, 97, 110, 103, 47, 83, 116, 114, 105, 110, 103, 59, 1, 0, 4, 40, 73, 41, 67, 1, 0, 4};

    public static void main(String[] args) {

        //classData是我們的字節(jié)碼，第一是-54，因?yàn)閎yte取值范圍是-128~+127，所以如果想看到和其他虛擬機(jī)一樣的值，需要進(jìn)行與運(yùn)算。
        System.out.println("* byte字節(jié)碼與運(yùn)算原值(-54)換行后(-54 & 0x0FF)：" + (-54 & 0x0FF));

        //校驗(yàn)?zāi)?shù)
        readAndCheckMagic();

        //校驗(yàn)版本號(hào)
        readAndCheckVersion();

        //接下來(lái)會(huì)依次讀取[可以參照java版本虛擬機(jī)代碼]；constantPool、accessFlags、thisClassIdx、supperClassIdx、interfaces、fields、methods、attributes
    }

    /**
     * 校驗(yàn)?zāi)?shù)
     * 

     * 很多文件格式都會(huì)規(guī)定滿足該格式的文件必須以某幾個(gè)固定字節(jié)開(kāi)頭，這幾個(gè)字節(jié)主要起到標(biāo)識(shí)作用，叫作魔數(shù)(magic number)。
     * 例如；
     * PDF文件以4字節(jié)“%PDF”(0x25、0x50、0x44、0x46)開(kāi)頭，
     * ZIP文件以2字節(jié)“PK”(0x50、0x4B)開(kāi)頭
     * class文件以4字節(jié)“0xCAFEBABE”開(kāi)頭
     */
    private static void readAndCheckMagic() {
        System.out.println("\r\n------------ 校驗(yàn)?zāi)?shù) ------------");
        //從class字節(jié)碼中讀取前四位
        byte[] magic_byte = new byte[4];
        System.arraycopy(classData, 0, magic_byte, 0, 4);

        //將4位byte字節(jié)轉(zhuǎn)成16進(jìn)制字符串
        String magic_hex_str = new BigInteger(1, magic_byte).toString(16);
        System.out.println("magic_hex_str：" + magic_hex_str);

        //byte_magic_str 是16進(jìn)制的字符串，cafebabe，因?yàn)閖ava中沒(méi)有無(wú)符號(hào)整型，所以如果想要無(wú)符號(hào)只能放到更高位中
        long magic_unsigned_int32 = Long.parseLong(magic_hex_str, 16);
        System.out.println("magic_unsigned_int32：" + magic_unsigned_int32);

        //魔數(shù)比對(duì)，一種通過(guò)字符串比對(duì)，另外一種使用假設(shè)的無(wú)符號(hào)16進(jìn)制比較。如果使用無(wú)符號(hào)比較需要將0xCAFEBABE & 0x0FFFFFFFFL與運(yùn)算
        System.out.println("0xCAFEBABE & 0x0FFFFFFFFL：" + (0xCAFEBABE & 0x0FFFFFFFFL));

        if (magic_unsigned_int32 == (0xCAFEBABE & 0x0FFFFFFFFL)) {
            System.out.println("class字節(jié)碼魔數(shù)無(wú)符號(hào)16進(jìn)制數(shù)值一致校驗(yàn)通過(guò)");
        } else {
            System.out.println("class字節(jié)碼魔數(shù)無(wú)符號(hào)16進(jìn)制數(shù)值一致校驗(yàn)拒絕");
        }

    }

    /**
     * 校驗(yàn)版本號(hào)
     * 

     * 魔數(shù)之后是class文件的次版本號(hào)和主版本號(hào)，都是u2類(lèi)型。假設(shè)某class文件的主版本號(hào)是M，次版本號(hào)是m，那么完整的版本號(hào)可以
     * 表示成“M.m”的形式。次版本號(hào)只在J2SE 1.2之前用過(guò)，從1.2開(kāi)始基本上就沒(méi)有什么用了(都是0)。主版本號(hào)在J2SE 1.2之前是45，
     * 從1.2開(kāi)始，每次有大版本的Java版本發(fā)布，都會(huì)加1｛45、46、47、48、49、50、51、52｝
     */
    private static void readAndCheckVersion() {
        System.out.println("\r\n------------ 校驗(yàn)版本號(hào) ------------");

        //從class字節(jié)碼第4位開(kāi)始讀取，讀取2位
        byte[] minor_byte = new byte[2];
        System.arraycopy(classData, 4, minor_byte, 0, 2);
        //將2位byte字節(jié)轉(zhuǎn)成16進(jìn)制字符串
        String minor_hex_str = new BigInteger(1, minor_byte).toString(16);
        System.out.println("minor_hex_str：" + minor_hex_str);
        //minor_unsigned_int32 轉(zhuǎn)成無(wú)符號(hào)16進(jìn)制
        int minor_unsigned_int32 = Integer.parseInt(minor_hex_str, 16);
        System.out.println("minor_unsigned_int32：" + minor_unsigned_int32);

        //從class字節(jié)碼第6位開(kāi)始讀取，讀取2位
        byte[] major_byte = new byte[2];
        System.arraycopy(classData, 6, major_byte, 0, 2);
        //將2位byte字節(jié)轉(zhuǎn)成16進(jìn)制字符串
        String major_hex_str = new BigInteger(1, major_byte).toString(16);
        System.out.println("major_hex_str：" + major_hex_str);
        //major_unsigned_int32 轉(zhuǎn)成無(wú)符號(hào)16進(jìn)制
        int major_unsigned_int32 = Integer.parseInt(major_hex_str, 16);
        System.out.println("major_unsigned_int32：" + major_unsigned_int32);

        System.out.println("版本號(hào)：" + major_unsigned_int32 + "." + minor_unsigned_int32);

    }

}

測(cè)試結(jié)果：

* byte字節(jié)碼與運(yùn)算原值(-54)換行后(-54 & 0x0FF)：202

------------ 校驗(yàn)?zāi)?shù) ------------
magic_hex_str：cafebabe
magic_unsigned_int32：3405691582
0xCAFEBABE & 0x0FFFFFFFFL：3405691582
class字節(jié)碼魔數(shù)無(wú)符號(hào)16進(jìn)制數(shù)值一致校驗(yàn)通過(guò)

------------ 校驗(yàn)版本號(hào) ------------
minor_hex_str：0
minor_unsigned_int32：0
major_hex_str：34
major_unsigned_int32：52
版本號(hào)：52.0

Process finished with exit code 0

五、綜上總結(jié)

  • 關(guān)于byte在文章；《用java實(shí)現(xiàn)jvm虛擬機(jī)》中講過(guò)，但是沒(méi)有單獨(dú)拿出來(lái)分析，現(xiàn)在單獨(dú)分析下也增強(qiáng)記憶。
  • 任何一個(gè)可能不起眼的知識(shí)點(diǎn)，不是他不重要，而是你還沒(méi)有用到。就像有句話說(shuō)，不是讀書(shū)沒(méi)用，而是你沒(méi)用。國(guó)語(yǔ)博大精深！
  • 認(rèn)認(rèn)真真對(duì)待每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，不斷的夯實(shí)自己的地基，這就像是蓋房子在打地基一樣。越深越穩(wěn)，最終所服能于你的上層架構(gòu)才會(huì)更加精進(jìn)。?

當(dāng)前題目：似乎你總也記不住，byte取值范圍是-127~128還是-128~127
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