java 類型轉換的原理

最近在看JDK的源碼，在看源碼的時候看到了0xff這麼個東東，從這裏引出了類型轉換。所以在此記錄下。

在寫原理以前先看幾個例子。byte b=-1;int a=b;而後打印a得出的結果是-1.int b=-1;byte a=(byte)b;打印a得出來的是-1。int a=255;byte b=(byte)255;打印b得出的結果也是-1;而把這個強制轉出來的-1再轉回int，得出的確不是255了，有點奇怪了。這是爲何那？好了，廢話不過說，下面就開始討論爲何了。在講這個以前先來幾個概念。二進制中的原碼，反碼，補碼，補位，真值。再有就是byte類型和int類型分別佔了多少位。這裏須要說一下，二進制的高位是符號位，1表示負數，0表示正數。注:java是用補碼存儲數據的。

byte類型佔一個字節，一個字節由8位二進制組成，因此說byte類型佔了8位。int類型佔4個字節，因此說int類型佔了8位。

真值：這個就看字面意思，int a=-1;a的真值就是-1.

原碼：int類型的-1的二進制表示，因爲-1是負數，又是int類型的，因此他須要32個二進制來表示，二進制的最高位是符號位，因此爲1，1的二進制爲1，因此-1的二進制表示爲   1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001；

反碼：正數的反碼就是原碼，負數的反碼是在原碼的基礎上，符號位不變，其他位取反。因此int類型的-1的反碼是

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111。

補碼：正數的補碼就是原碼，負數的補碼是在反碼的基礎上加1。因此，int類型的-1的補碼是 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111。

補位：補位是二進制中在擴充位數的時候，位數不夠須要在左邊補齊，補齊的方式爲若是是正數的補位，左邊所有補0，負數左邊所有補1（也就是說補位的時候補足的是符號位）。

進入正題：

int a=-1；byte b=（byte）a；b的結果是-1。爲何int類型給byte類型賦值的時候爲何須要作強制類型轉換，由於int類型是32位的，而byte類型只有8位，8位沒法存儲32位，因此須要把32位強制轉爲8位。這個結果是怎麼得出來的呢？從二進制的角度開始分析，int類型的-1的補碼是 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111。他在強制轉爲8位byte的時候須要把高24位丟棄，只保留8位，也就是 1111 1111 ，這8位是補碼的形式，轉化爲原碼，8位的最高位是1.因此是負數。根據原碼，反碼和補碼的計算方法能夠得出他的反碼是1111 1110 ，原碼是 1000 0001 ，因此他的真值是-1。

byte a =-1，int b=a，b的結果是-1。爲何byte類型給int類型賦值的時候不須要作強制類型轉換，由於是從低位向高位轉，會自動補位。byte類型的-1的原碼是1000 0001 ，他的補碼就是1111 1111 。因爲byte類型須要從8位轉爲32位的int類型，位數不夠，根據擴充原則須要在二進制原碼的左邊擴充符號位。注意，byte類型的-1的原碼的補位後的結果不是1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0001 ，而是1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 。緣由是在補位的時候是先將真值取絕對值，計算出他的原碼，將原碼擴充完畢以後，最高位改成符號。所以，byte類型的-1的絕對值是1，他的原碼是0000 0001 ，補全32位須要在左邊補24個0，補完以後因爲是負數的補位，因此將最高位的符號位改成1，表示負數，因此byte類型的-1擴充爲int類型後他的原碼是1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 。(其實根據補碼補位也是能夠的，byte 類型-1 的補碼是1111 1111 ，他補位以後，由於最高位是負數，因此左邊所有補充1 ，爲1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  1111 ，這是補碼，最高位符號位不變，他的反碼是1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  1110，原碼就是 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001  )因此，他的真值就是-1了。

再看最後一個例子，int a=255;byte b=(byte)a;b的值爲何是-1那？int類型的255的原碼是0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111，反碼是0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111，補碼是0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111。32位轉8位須要丟掉高24位，剩下1111 1111八位。剩下的八位的最高位是符號位，將他轉爲原碼就是1000 0001，真值就是-1了。

你們在本身算一下（byte）234的結果是什麼，而後在IDE裏在運行下看和本身手寫算出來的同樣嗎。

語文水平不太好，寫的可能有點囉嗦，但願你能理解下，寫這篇文章就是想和你們分享下在學習當中遇到的問題，怎麼解決的，學習java不是學習下框架什麼的就能夠了，只有瞭解底層的原理，在看別人寫的代碼才能真正理解。才能真正學會java，而不是感到迷茫。在此要感謝我親愛的媳婦，前面那些都是她幫我打字的，這麼晚了還要讓她陪我熬夜，好感動！