Java位移操作

DataOutputStream

• 位于java.io.FilterOutputStream.DataOutputStream
• 与机器无关地写入各种类型的数据以及String对象的二进制形式,从高位开始写
• 任何机器上任何DataInputStream都能够读取这些写入的数据
• 所有的方法都以write开头.比如writeByte(), writeFloat()

PrintStream

• 位于java.io.FilterOutputStream.PrintStream
• 最初的目的是为了以可视化格式打印所有的基本数据类型以及String对象
• 和DataOutputStream不同的是: PrintStream目的是将数据元素置入 "流" 中,使得DataInputStream能够可移植地重构这些数据元素

二进制写入

字符串写成二进制

• 字符串本质是char的序列,也就是char[]
• 只要遍历写入每一个char, 就完成了写一个字符串的功能

char写成二进制

• 英语字母有ASCII码,可以将每个字符转换成对应的数字
• Unicode码表: 字符和编码之间的映射,使用2个字节表示所有字符
  • Unicode字符编码标准是固定长度的字符编码方案,包含世界上几乎所有现用语言的字符
• Unicode根据要编码的数据类型使用两种编码格式:
  • 16位:
    • 默认编码格式为16位.即每个字符是16位(2个字节宽度)
    • 通常显示为U+hhhh. 其中hhhh是字符的16进制代码点
  • 8位
• Unicode标准提供了一种扩展机制,允许编码一百多万个字符:
  • 使用一对高位和低位代用字符来对扩展字符或补充字符进行编码
  • 第一个高位代用字符: 具有U+D800和U+DBFF之间的值
  • 第二个低位代用字符: 具有U+DC00和U+DFFF之间的值

writeChar源码

• 所以每一个char就是一个0-65535之间的数字
• DataOutputStream.writeChar源码:

public final void writeChar(String s) throws IOException {
    int len = s.length();

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        int v = s.charAt(i);
        out.write((v >>> 8) & 0xFF);
        out.write((v >>> 0) & 0xFF);
    }
    incCount(len * 2);
}

writeShort源码

• 与writeChar相比 ,writeShort不需要遍历一遍string
• DataOutputStream.writeShort源码:

public final void writeShort(int v) {
    out.write((v >>> 8) & 0xFF);
    out.write((v >>> 0) & 0xFF);
    incCount(2);
}

0xFF

• 二进制写入的问题:
  • 为什么要用无符号右移?
  • & 0xFF不会使得数的大小改变,为什么还要使用 & 0xFF ?
• 0xFF是16进制的255,也就是二进制的1111
• &是AND与操作,同时为1才为1,否则为0

位移运算

• 左移: <<. 右补0
• 有符号右移: >>. 左补符号位
  • 如果符号位为1则左补1
  • 如果符号位为0则左补0
• 无符号右移: >>>. 左补0

二进制写入原理

• 二进制写入的方式: 先取高8位写入,再写入低8位
• 示例: 写入的short字符对应的unicode码为3
  • 先得到3的原码的高8位:
    • 0000,0000,0000,0011 >>> 8得到0000,0000,0000,0000
    • 然后再 & 0xFF得到最终结果0000,0000
  • 再得到3的原码的低8位:
    • 0000,0000,0000,0011 >>> 0得到0000,0000,0000,0011
    • 然后再 & 0xFF得到最终结果0000,0011

总结

• & 0xFF就相当于计算机中的剪刀,当'&'操作符两边数的bit位数相同时不改变数的大小,只是转么截出一个字节8bit的长度
• 同理 : & 0x0F可以得到4bit的长度