Java位移位结果为负数

Question

我正在尝试创建一种方法来使用位移位将字节转换为它们的十六进制(作为 char)等价物。但是，我遇到了一些意想不到的结果:一些数字返回为负数。我知道 Java 没有无符号整数的等价物，我不知道如何让它工作。这是我的代码:

final static char[] hex_val = "0123456789ABCDEF".toCharArray();

public static void main(String[] args) {
    byte[] bytes = {(byte) 0x58, (byte) 0x6D, (byte) 0x8F, (byte) 0xBA, (byte) 0xF5, (byte) 0x81};

    for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
        System.out.println("Run: " + i);
        System.out.println("First nibble: " + hex_val[(bytes[i] >> 4)]);
        System.out.println("Second nibble: " + hex_val[(bytes[i] & 0xf)]);
    }
}

这是输出:

Run: 0 First nibble: 5 Second nibble: 8 Run: 1 First nibble: 6 Second nibble: D Run: 2

后跟:线程“main”中的异常 java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: -8 在 Test.main(Test.java:10)

我知道我可以使用 String.format() 来完成此操作，但我没有使用该方法，因为我需要一种既能快速运行又能产生最少垃圾的方法。我想问专家的问题是……我可以改变什么来使这项工作成功？

更新

我按照 Ted Hopp 的建议进行了更改，并且它在测试方法中运行良好。我将其移至我的 Android 应用程序，该应用程序将字节转换为 MAC 地址，转换为包含格式化 MAC 的 char[]。我不再得到负数，但我得到的似乎是随机的错误计算。这是我正在使用的方法:

static final char[] parser_hex_arr = "01234567890ABCDEF".toCharArray();
static final char[] parser_mac = "  :  :  :  :  :  ".toCharArray();

void parseMac() { 
    hex_sb.setLength(0);
    for (hex_counter = 0; hex_counter < 6; hex_counter++) {
        hex_sb.append(String.format("%02X", parser_packet_bytes[parser_skip + hex_counter]));
        if (!(hex_counter == 5)) {
                hex_sb.append(":");
        }
    }

    parser_mac[0] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip] >> 4) & 0x0f ];
    parser_mac[1] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip] & 0xf) ];
    parser_mac[3] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 1] >> 4) & 0x0f ];
    parser_mac[4] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 1] & 0xf) ];
    parser_mac[6] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 2]  >> 4) & 0x0f ];
    parser_mac[7] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 2] & 0xf) ];
    parser_mac[9] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 3]  >> 4) & 0x0f ];
    parser_mac[10] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 3] & 0xf) ];
    parser_mac[12] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 4] >> 4) & 0x0f ];
    parser_mac[13] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 4] & 0xf) ];
    parser_mac[15] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 5] >> 4) & 0x0f ];
    parser_mac[16] = parser_hex_arr[ (parser_packet_bytes[parser_skip + 5] & 0xf) ];

    Log.i("PARSER", "StringBuilder.getString() = " + hex_sb.toString() + " | parser_mac = " + String.valueOf(parser_mac));

    formatted_mac = String.valueOf(parser_mac);
}

parser_packet_bytes 是数据包字节的 byte[] 数组，parser_skip 是包含字节所在位置的偏移量的 int，hex_sb 是 StringBuilder。 StringBuilder.toString() 的输出应该与 String.valueOf(parser_mac)... 相同，但事实并非如此。这是一个例子:

I/PARSER (10860): StringBuilder.getString() = AC:22:0B:40:70:41 | parser_mac = 0B:22:0A:40:70:41

I/PARSER (10860): StringBuilder.getString() = C8:F7:33:0E:7E:AF | parser_mac = B8:E7:33:0D:7D:0E

I/PARSER (10860): StringBuilder.getString() = 58:6D:8F:BA:F5:81 | parser_mac = 58:6C:8E:A0:E5:81

I/PARSER (10860): StringBuilder.getString() = AC:22:0B:40:70:41 | parser_mac = 0B:22:0A:40:70:41

我的下一个问题是……为什么它们不匹配？感谢您提出任何想法。

Answer 1

这是由于符号扩展。字节值在 Java 中是有符号的，因此超过 0x7f 的任何内容都被视为负值。移位运算符在进行移位之前将两个操作数都转换为整数。您需要在整数提升后屏蔽底部字节。例如:

((bytes[i] & 0xff) >> 4)

或

((bytes[i] >> 4) & 0x0f)

代替

(bytes[i] >> 4)