Java I/O : Java中的進位制詳解
作者：李強強
上一篇，泥瓦匠基礎地講了下Java I/O : Bit Operation 位運算。這一講，泥瓦匠帶你走進Java中的進位制詳解。
一、引子
在Java世界裡，99%的工作都是處理這高層。那麼二進位制，位元組碼這些會在哪裡用到呢？
自問自答：在跨平臺的時候，就凸顯神功了。比如說檔案讀寫，資料通訊，還有Java編譯後的位元組碼檔案。下面會有個資料通訊的例子哦。
Java對物件實現Serializablle介面，就可以將其轉化為一系列位元組，而在通訊中，不必要關係資料如何在不同機器表示和位元組的順序。這裡泥瓦匠對Serializablle介面，不做詳細講解，以後單獨詳解。
二、Java進位制轉換
首先認識下Java中的資料型別：
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字元：unicode字元（16位）
也就是說，一個int等價於長度為4的位元組陣列。
Java中進位制如何轉換呢？
在Java中，Int整形以及char字元型被包裝的類中提供了一系列的操作方法。比如 java.lang.Integer 中，api如圖所示：
下面泥瓦匠寫個demo，驗證下。
package javaBasic.oi.byteoper;
public class IntegerOper
{
public static void main(String[] args)
{
System.out.println("17的十六進位制： " + Integer.toHexString(17));
System.out.println("17的八進位制： " + Integer.toOctalString(17));
System.out.println("17的二進位制： " + Integer.toBinaryString(17));
System.out.println(Integer.valueOf("11", 16));
System.out.println(Integer.valueOf("21", 8));
System.out.println(Integer.valueOf("00010001", 2));
}
}
右鍵Run一下，我們可以在控制檯中看到如下輸出:
17的十六進位制： 11 17的八進位制： 21 17的二進位制： 10001 17 17 17
補充：如果值太大，則需要呼叫 java.lang.Long 提供的方法。
三、Java基本型別和位元組神奇轉換
這裡泥瓦匠想到了自己是個學生，典型的OO思想。那學號：1206010035是整型，怎麼轉成位元組呢，上面說的擁有位元組碼的物件能通訊。所以，學校關於學號這個都是這樣的方式通訊的。因此，要將學號轉成位元組碼才行。
泥瓦匠就寫了個工具類 IntegerConvert.java：
package javaBasic.oi.byteoper;
public class IntegerConvert
{
/**
* Int轉位元組陣列
*/
public static byte[] int2Bytes(int inta)
{
// 32位Int可存於長度為4的位元組陣列
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;
}
/**
* 位元組陣列轉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)
{
// 將我的學號轉換成位元組碼
byte[] bytes = IntegerConvert.int2Bytes(1206010035);
System.out.println(bytes[0] + " " + bytes[1] + " " + bytes[2] + " " + bytes[3]);
// 位元組碼就可以轉換回學號
System.out.println(IntegerConvert.bytes2Int(bytes));
}
}
跑一下，右鍵Run，可以看到以下輸出：
-77 64 -30 71 1206010035
程式碼詳細解釋如下：
1、(inta >> i * 8) & 0xff
移位 清零從左往右，按8位獲取1位元組。
2、這裡使用的是小端法。地位位元組放在記憶體低地址端，即該值的起始地址。補充：32位中分大端模式（PPC）和小段端模式（x86）。
自然，Long也有其轉換方法，如下：
public class LongConvert
{
/**
* long 轉 byte陣列
*/
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陣列 轉 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;
}
}
那字串，字元陣列呢？比如泥瓦匠的名字：李強強
Java也提供了一系列的方法，其實 java.lang.String 封裝了char[]，其中本質還是對char陣列的操作。程式碼如下：
package javaBasic.oi.byteoper;
public class StringConvert
{
public static void main(String[] args)
{
String str = "李強強";
byte[] bytes = str.getBytes();
// 列印位元組陣列
System.out.println("'李強強'的位元組陣列為：");
for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
System.out.print("\t" + bytes[i]);
}
}
右鍵Run一下，可以看到以下輸出：
'李強強'的位元組陣列為： -64 -18 -57 -65 -57 -65
論證：這裡我們論證了一箇中文，需要兩個位元組表示，也就是說一箇中文是16位。
四、淺談Java通訊中的資料
下面簡單把泥瓦匠學生的故事延續。
如圖，庫表中一個學生物件，有個屬性是學號。這時候客戶端要向服務端傳送這個物件。過程如下：
1、物件實現Serializable介面。
實現了Serializable介面的物件，可將它們轉換成一系列位元組，並可在以後完全恢復回原來的樣子。
2、其學號屬性值 1206010035，由客戶端轉換為位元組碼。
3、位元組碼傳輸至服務端
4、服務端接收並轉換為物件屬性值。
五、總結
此文講的點有點多，泥瓦匠就想把這塊用到的知識點串起來，然後慢慢每個講解。總結如下：
1、Java中進位制轉換是什麼？
2、Java中進位制轉換的作用？
Writer ：BYSocket（泥沙磚瓦漿木匠）
