Làm thế nào tôi có thể đảo ngược các bit của một byte chưa ký trong Java?

Question

Tôi đang cố gắng viết bộ giải mã cho một loại mã hóa rất đơn giản. Các số từ 0-255 được nhập thông qua Máy quét, các bit được đảo ngược, và sau đó được chuyển đổi thành một ký tự và được in.

Ví dụ: số 178 phải chuyển thành chữ "M".

178 là 10110010.

Đảo ngược tất cả các bit nên cung cấp cho 01.001.101, đó là 77 hay "M" như một nhân vật.

Vấn đề chính tôi có là, theo như tôi có thể nói, Java không hỗ trợ byte chưa ký. Tôi có thể đọc các giá trị dưới dạng int hoặc ngắn, nhưng sau đó các giá trị sẽ bị tắt trong quá trình chuyển đổi do các bit phụ. Lý tưởng nhất là tôi chỉ có thể sử dụng toán tử bổ sung bitwise, nhưng tôi nghĩ rằng tôi sẽ kết thúc nhận được các giá trị âm nếu tôi làm điều này với các số đã ký. Bất kỳ ý tưởng về cách tôi nên tiếp cận điều này?

Answer 1

Cách dễ nhất để làm điều này là ba giai đoạn:

1. Đọc giá trị như một int (32 bit trong java). Nó có thể đọc như là tiêu cực nhưng chúng tôi chỉ quan tâm đến 8 bit dưới anyway. int i = scanner.nextByte();
2. Làm đảo ngược như một int sử dụng toán tử Bitwise (như bạn nói sẽ cung cấp cho bạn 1s bit thứ tự như cao: i = ~i;
3. Thua các bit bậc cao với một logic AND: i = i & 0xFF;

Sau đó, chỉ cần sử dụng kết quả là một nhân vật (mà thực chất là 16 bit trong java, nhưng chúng tôi sẽ chỉ sử dụng 8 trong số họ):

char c=(char)a; 
System.out.println(c); 

Tất cả với nhau:

int i = scanner.nextByte(); // change this to nextInt() depending on file format 
i = ~i; 
i = i & 0xFF; 
char c=(char)a; 
System.out.println(c); 

Answer 2

Nếu Java hỗ trợ điều này, bạn có thể đọc nó thành loại lớn hơn, bitwise-compliment, sau đó bit-mask ra các bit không mong muốn.

int x = [your byte]; 
x = ~x & 0xFF; 

Answer 3

hoạt động Bitwise trong Java được định nghĩa cho int vì vậy nó làm cho tinh thần để làm việc với int hơn byte. Bạn có thể sử dụng Scanner.nextInt, thay vì Scanner.nextByte. Bạn nên xác thực đầu vào của người dùng để đảm bảo rằng tất cả các số nguyên được nhập nằm trong khoảng 0 đến 255 và hiển thị thông báo lỗi thích hợp nếu gặp phải một số ngoài phạm vi.

Khi bạn có số được lưu trữ trong một số nguyên thì hãy lật 8 bit ít quan trọng nhất bạn có thể XOR bằng 0xff.Điều này sẽ làm việc như bạn mong đợi cho tất cả nguyên liệu đầu vào từ 0 đến 255:

x ^= 0xff; 

Ví dụ:

String input = "178 0 255"; 
Scanner s = new Scanner(input); 
while (s.hasNextInt()) { 
    int x = s.nextInt(); 
    if (x < 0 || x > 255) { 
     System.err.println("Not in range 0-255: " + x); 
    } else { 
     x ^= 0xff; 
     System.out.println(x); 
    } 
} 

Kết quả:

77 
255 
0 

Answer 4

~n & 0xff 

~ hiện bổ sung và mặc nhiên chuyển thành một số nguyên giống như tất cả các phép toán số, sau đó & 0xff loại bỏ mọi thứ ngoại trừ 8 bit thấp hơn để lấy giá trị chưa ký, một lần nữa làm số nguyên.

Lần đầu tiên tôi đọc câu hỏi của bạn theo cách khác, để đảo ngược thứ tự thay vì giá trị của các bit và đây là câu trả lời.

Bạn có thể sử dụng Integer.reverse() (chưa được kiểm tra):

Integer.reverse(n << 24) & 0xff 

Answer 5

tôi chỉ đơn giản sẽ sử dụng những bổ sung và thoát khỏi các bit khác bằng cách sử dụng hệ nhị phân và.

public class Conv { 
    public static void main(String[] args) { 
     int val = 178; 
     val = ~val & 0xff; 
     System.out.println((char) val); 
    } 
} 

Answer 6

Dưới đây là byte Java, được sắp xếp theo đại diện nhị phân (00.000.000-11.111.111):

0, 1, 2, .., 126, 127, -128, -127, .., - 2, -1

00000000 là 0, 11111111 là -1

Inverted 0 là -1, ngược 1 là -2, ..., ngược 127 là -128. Vì vậy, nếu bạn muốn để đảo bit của Java byte bạn sẽ nhận được byte của bạn với dấu hiệu ngược lại và trừ một:

byte myByte = 123; 
byte myInvertedByte = -myByte-1; 

Answer 7

private byte reverseBitsByte(byte x) 
{ 
    int intSize = 8; 

    byte y = 0; 
    for (int position = intSize - 1; position >= 0; position--) 
    { 
     y += ((x & 1) << position); 
     x >>= 1; 
    } 
    return y; 
}