2019.07.09
Javaプログラミング
byte型をint型へ
Javaのbyte型の値の範囲は-128～127です。ここでは、byte型のビットの並びから値の範囲を"-128～127"から"0～255"に変換し、int型の変数に格納する方法を説明します。byte型変数に格納されている８ビットの列をそのまま１０進数にした値をint型変数に格納することで０から２５５の値に変換します。
それでは、変換方法について説明していきましょう。
| byteのビット列 | byteの値 | 変換後の値(目標) |
|---|---|---|
| 00000000 | 0 | 0 |
| 00000001 | 1 | 1 |
| 00000010 | 2 | 2 |
| 00000011 | 3 | 3 |
| ～ | ～ | ～ |
| 01111101 | 125 | 125 |
| 01111110 | 126 | 126 |
| 01111111 | 127 | 127 |
| 10000000 | -128 | 128 |
| 10000001 | -127 | 129 |
| 10000010 | -126 | 130 |
| ～ | ～ | ～ |
| 11111101 | -3 | 253 |
| 11111110 | -2 | 254 |
| 11111111 | -1 | 255 |
byte型のビット列"10000000"からbyte型の値がマイナスの値になっていることがわかります。
一般的に２進数の"10000000"は１０進数の128を表しますが、Javaのbyte変数の場合には"-128"になっています。
Javaソースコード その１
BytetoInt1.java
001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030 031 032 033 034 035 036 037 038 039 040 041 042 043 044 045 046 047 048 049 050 051 052 053 054 055 056 057 058 059 060 061 062
public class BytetoInt1 { // byteのビットの並びでintに変換 public static int BytetoInt( byte b ) { int i; i = 0; // 8ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x80 & b ) ) i += 128; // 7ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x40 & b ) ) i += 64; // 6ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x20 & b ) ) i += 32; // 5ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x10 & b ) ) i += 16; // 4ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x08 & b ) ) i += 8; // 3ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x04 & b ) ) i += 4; // 2ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x02 & b ) ) i += 2; // 1ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x01 & b ) ) i += 1; return i; } // メイン public static void main( String[] args ) { // 変数を宣言 byte b; int i; // バイトの値 1 b = 1; i = BytetoInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 127 b = 127; i = BytetoInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 -1 b = -1; i = BytetoInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 -128 b = -128; i = BytetoInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); } }
BytetoInt1の出力結果
byte: 1 int : 1 byte: 127 int : 127 byte: -1 int : 255 byte: -128 int : 128
002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026
// byteのビットの並びでintに変換 public static int BytetoInt( byte b ) { int i; i = 0; // 8ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x80 & b ) ) i += 128; // 7ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x40 & b ) ) i += 64; // 6ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x20 & b ) ) i += 32; // 5ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x10 & b ) ) i += 16; // 4ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x08 & b ) ) i += 8; // 3ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x04 & b ) ) i += 4; // 2ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x02 & b ) ) i += 2; // 1ビット目が1かどうか if ( 0 != ( 0x01 & b ) ) i += 1; return i; }
0x80は、８ビット列で"10000000"、１０進数で128
0x40は、８ビット列で"01000000"、１０進数で64
0x20は、８ビット列で"00100000"、１０進数で32
ビット列の左端にある１が、１つずつ右にずれていっていることが分かります。
例えば、0x80("10000000")と"10100001"のＡＮＤ演算の結果は"10000000"となります。これは２つの値をビット単位で比べたとき、両方が１のビットは１番左だけであるためです。
その他、0x80("10000000")と"01111111"のＡＮＤ演算の結果は"00000000"となります。これは２つの値をビット単位で比べたとき、両方が１のビットが無いためです。
Javaソースコード その２
このソースコードは、Java 8以降で使えるByte.toUnsignedIntメソッドを利用したものです。
Byte.toUnsignedIntは、byte型の値を引数として渡して、符号無しのint型の値を戻すものです。メソッドを呼ぶだけでビット列に対応するint型の値に変換できます。
BytetoInt2.java
001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030 031 032 033 034
public class BytetoInt2 { public static void main( String[] args ) { // 変数を宣言 byte b; int i; // バイトの値 1 b = 1; i = Byte.toUnsignedInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 127 b = 127; i = Byte.toUnsignedInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 -1 b = -1; i = Byte.toUnsignedInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 -128 b = -128; i = Byte.toUnsignedInt( b ); System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); } }
byte: 1 int : 1 byte: 127 int : 127 byte: -1 int : 255 byte: -128 int : 128
Javaソースコード その３
BytetoInt3.java
001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030 031 032 033 034
public class BytetoInt3 { public static void main( String[] args ) { // 変数を宣言 byte b; int i; // バイトの値 1 b = 1; i = b & 0xff; System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 127 b = 127; i = b & 0xff; System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 -1 b = -1; i = b & 0xff; System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); System.out.println(); // バイトの値 -128 b = -128; i = b & 0xff; System.out.println( "byte: " + b ); System.out.println( "int : " + i ); } }
byte: 1 int : 1 byte: 127 int : 127 byte: -1 int : 255 byte: -128 int : 128
結果は、BytetoInt1.javaとBytetoInt2.javaで得た結果と同じになりました。
028 029 030
// バイトの値 -128
b = -128;
i = b & 0xff;
byte型の値を符号無しのint型に変換するソースコードです。
i = b & 0xffを計算する過程で変数bの値がint型と同じ３２ビットに拡張され、その値と0xff("0000000 00000000 000000000 11111111")のＡＮＤ演算が行われます。
このソースの場合、b = -128は、８ビットの"10000000"から３２ビットの"0000000 00000000 000000000 10000000"に拡張され、その値と0xff("0000000 00000000 000000000 11111111")のＡＮＤ演算が行われます。
演算の結果、変数iのビット列は"0000000 00000000 000000000 10000000"となります。
これは、１０進数で１２８です。
以上です。
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