Java中的24位到32位轉換

我對一個名爲OpenBCI的新物聯網項目感興趣，該項目基本上是用於讀取和處理腦波和其他生物數據的開源EEG。在他們的docs中，他們聲稱通過空中傳輸的數據（通過RFDuino）發送24位數據。到了24位值轉換爲32位有符號整數，他們提出以下Java友好Processing代碼：Java中的24位到32位轉換

int interpret24bitAsInt32(byte[] byteArray) { 
    int newInt = (
     ((0xFF & byteArray[0]) << 16) | 
     ((0xFF & byteArray[1]) << 8) | 
     (0xFF & byteArray[2]) 
    ); 

    if ((newInt & 0x00800000) > 0) { 
     newInt |= 0xFF000000; 
    } else { 
     newInt &= 0x00FFFFFF; 
    } 

    return newInt; 
}

我想我試圖瞭解究竟是怎麼回事。讓我們的代碼的第一個導語：

int newInt = (
    ((0xFF & byteArray[0]) << 16) | 
    ((0xFF & byteArray[1]) << 8) | 
    (0xFF & byteArray[2]) 
);

爲什麼是安全的假設有輸入3個字節？
0xFF值的重要性是什麼？
左移位的目的是什麼（<<）？

第二段也是一個有點神祕：

if ((newInt & 0x00800000) > 0) { 
    newInt |= 0xFF000000; 
} else { 
    newInt &= 0x00FFFFFF; 
}

爲什麼newInt & 0x00800000？ 0x00800000有什麼意義？
爲什麼if-else基於上述操作的陽性與陰性結果？
0xFF000000和0x00FFFFFF是什麼意思？

我想這個功能有很多handwaving和magic，我想更好地理解！

來源

2016-04-14 smeeb

最後一部分是簽名擴展的一個晦澀的方式，else分支是無操作的。更加明顯的是'newInt =（newInt << 8) >> 8' – harold

爲什麼安全地假設輸入中有3個字節？

24位/ 8位= 3個字節

什麼是0xFF的值的意義是什麼？

這是一個有點掩碼。 0b11111111二進制。在這種情況下，它被用作將字節值轉換爲int的快速方法。

左移位的目的是什麼（< <）？

一旦在上一條指令中檢索到int值，它將向左移位16位，以獲取int第三個字節的位置（從右邊算起）。這是由於字節數組存儲big-endian格式的字節，其中MSB最先出現。下一個字節僅移位8位以佔用第二個字節的位置，而最後一個字節根本不需要移位，因爲它已經在第一個字節中。

爲什麼newInt & 0x00800000？ 0x00800000有什麼意義？

那麼0x80是獲得某個字節的MSB的另一個位掩碼。 0x00800000對應於第三字節的MSB（即byteArray[0]中的字節，其在先前過程中被移位了16位）。這也對應於整個24位值的MSB。

爲什麼if-else基於上述操作的正反結果？

確定24位值的MSB是1還是0會告訴我們它是否爲負數或正數，分別爲two's complement表示法。

0xFF000000和0x00FFFFFF的意義是什麼？

如果數字爲它負的24位代表，我們也希望它是否定的，因爲在補一個32位值，這就是爲什麼我們要填補第四和最後一個字節與0b11111111（0xFF的）使用OR運算符。
如果它已經是正的，那麼第四個字節可以是0x00，以下3個字節與原始24位值相同 - 用0x00FFFFFF掩碼完成。

來源

2016-04-14 20:00:29

真棒，真棒答案@James Buck（+1） - 謝謝！只是好奇，如果我在Java中實現它，並且需要單元測試來確認這是否可行或者不是，在哪裏可以找到24位有符號整數和它們相應的32位有符號值，以驗證測試結果？:-)再次感謝！ – smeeb

@smeeb那麼你可以選擇任意的24位數字，把它們放在二進制補碼二進制到十進制轉換器中，比如[this]（http://www.exploringbinary.com/twos-complement-converter/）。然後你可以把這個相同的二進制數字放在一個3字節的數組中，上面的代碼應該把它轉換成一個32位的整數，其值與計算器完全相同。該代碼將確保任何24位值在轉換爲32位格式時保留其值。 –

Java中的24位到32位轉換

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