Java中的24到32位转换

Question

我对一个名为OpenBCI的新物联网项目感兴趣,该项目基本上是一个用于读取和处理脑电波和其他生物数据的开源脑电图.在他们的文档中,他们声称通过空中传输的数据(通过RFDuino)发送24位数据.要将24位值转换为32位有符号整数,他们建议使用以下Java友好的处理代码:

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;
}

我想我正在努力了解到底发生了什么.让我们来看看第一段代码:

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

• 为什么假设输入中有3个字节是安全的？
• 0xFF价值的意义是什么？
• left-bitshifting(<<)的目的是什么？

第二部分也有点神秘:

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

• 为什么newInt & 0x00800000？有什么意义0x00800000？
• 为什么if-else基于上述操作的积极与非阴性结果？
• 什么是意义0xFF000000和0x00FFFFFF？

我想这个功能只有很多手工和魔法,我想更好地理解!

Answer 1

为什么假设输入中有3个字节是安全的？

24位/ 8位= 3个字节

0xFF值有什么意义？

这有点面具.0b11111111在二进制.在这种情况下,它被用作将字节值转换为int的快速方法.

左位移(<<)的目的是什么？

一旦在前一条指令中检索到int值,它就会向左移16位以获取int的第三个字节的位置(从右边开始计数).这是由于字节数组以big-endian格式存储字节,其中MSB首先出现.下一个字节仅移位8位以占用第二个字节的位置,最后一个字节根本不需要移位,因为它已经在第一个字节点中.

为什么newInt和0x00800000？0x00800000有什么意义？

好的0x80是获得某个字节的MSB的另一个位掩码.0x00800000对应于第三个字节的MSB(即byteArray[0],在前一个过程中左移16位的字节).这也对应于整个24位值的MSB.

为什么if-else基于上述操作的积极与非阴性结果？

确定24位值的MSB是1还是0将分别以二进制补码表示法告诉我们它是负数还是正数.

0xFF000000和0x00FFFFFF有什么意义？

如果数字在24位表示中为负,我们也希望它在2的补码中为负32位值,这就是为什么我们必须0b11111111使用OR运算符用(0xFF)填充第4个和最后一个字节.
如果它已经是正数,则第四个字节可以是0x00,后面的3个字节与原始的24位值相同 - 通过屏蔽来完成0x00FFFFFF.