如何在 Java 中执行无符号到有符号的转换？

Question

假设我从输入设备读取了这些字节：“6F D4 06 40”。该数字是 MilliArcSeconds 格式的经度读数。最高位（0x80000000）基本上总是零，并且在这个问题中被忽略。

我可以轻松地将字节转换为 无符号 整数：1876166208

但是如何将无符号值转换为其最终形式的 31 位有符号整数？

到目前为止，我想出的只是：

1. 如果 value & 0x40000000 那么它实际上是负数，需要转换它
2. 如果是负数，则去掉最高位并处理剩余位...

所以我可以判断它是否是一个负数，但为了知道负数是什么值，我必须对剩余的位做一些事情 - 一个人的恭维？我如何在 Java 中做到这一点？

另一种提问方式是，如何在 Java 中将无符号整数转换为 31 位有符号整数？

谢谢！

Answer 1

答案取决于输入的低 31 位要表示的内容。

int input = 0x6FD40640 & 0x7FFFFFFF; //strip top bit; only here for clarity

无符号输入：0x6FD40640 == 1876166208

二进制补码（期望输出：-271317440）

二的补码整数是一个整数，其中 -1 设置了所有位，并且较低的负数从那里向下计数。第一位仍然充当符号位。

1000 -> -8
1001 -> -7
...
1110 -> -2
1111 -> -1
0000 ->  0
0001 ->  1

如果低 31 位表示二进制补码整数，那么我认为您应该能够做到这一点：

input = (input << 1) >> 1;

这是因为 Java 在内部将整数存储在二进制补码中：我们所做的只是左移然后右移（有符号），以便拾取符号位并且整数从 31 位变为 32 位。

一个补码（期望输出：-802424384）

一个补码数字表示是第一位是专用符号位，其余位表示幅度。 -100 的低位将与 100 的低位相同：

 1111 -> -7
 1110 -> -6
 ...
 1001 -> -1
 1000 -> -0 (anomoly)
 0000 ->  0
 0001 ->  1

如果低 31 位表示一个一个补码整数（即一个符号位后跟 30 位表示一个无符号量值），那么需要将其转换为二进制补码，以便 Java 提取正确的值。为此，您只需提取低 30 位并乘以 -1：

if ( input & 0x40000000 ) {
   input = (input & 0x3FFFFFFF) * -1;
}

您在问题的 cmets 中说，在转换为度数（除以 3600000）后，您会得到 -75.36 左右。 当我将 -271317440 除以 3600000 时，我得到 -75.36595555555556，所以我猜你的输入格式是二进制补码，所以我的第一个原始答案是正确的。

Answer 2

将无符号整数读取为有符号是确定是否设置了最高有效位（负标志），如果是，则翻转数字的所有位（从而清除最高有效位，并将数字切换到它的负表示。在执行上述过程时，您还必须注意结果数字是负数这一事实。

// Convert the hex bytes to an unsigned integer
long MAS = Integer.ValueOf("6F D4 06 40".replace (" ",""),16);
boolean isLongitudeNegative = false;

// Is the negative-bit set? If so, strip it and toggle all bits.
if (MAS & 0x40000000 > 0) {
    // then it's negative, so strip the negative bit and flip all the other bits
    MAS ^= 0xFFFFFFFF;
    // Throw away the unused bit.
    MAS &= 0x7FFFFFFF;
    isLongitudeNegative = true;
}

// Now convert from MAS to degrees minutes seconds
String DMS = convertMASToDMS(isLongitudeNegative,MAS);