java byte数组与二进制互相转换

Marydon 2022-04-06 原文

1.情景展示

在java当中，如何将二进制转换成byte[]？

如何将byte[]转换成二进制？

2.具体分析

bit：位/比特，缩写：b，只能用0或1表示，也就是二进制，每个0或1就是1bit
byte：字节，缩写：B 1byte=8bits，能够存储的数据范围是-128～+127。
1个字母=1个字节=8bit(8位)
1个数字=1个字节=8bit(8位)
1个汉字=2个字节=16bit(16位)（使用UTF-8字符集，1个汉字=3个字节=24bit）
1 Byte = 8 Bits
1 KB = 1024 Bytes
1 MB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB

3.解决方案

二进制转byte数组

/*
 * bit转byte
 * @description: 比特转字节
 * @date: 2022/4/1 10:51
 * @param: bitStr 只能是4位比特或8位比特
 * @return: byte 1个字节
 */
public static byte toByte(String bitStr) {
    if (StringUtils.isEmpty(bitStr)) return 0;
    int re, len;
    len = bitStr.length();
    if (len != 4 && len != 8) return 0;
    if (len == 8) {// 8 bits处理
        if (bitStr.charAt(0) == '0') {// 正数
            re = Integer.parseInt(bitStr, 2);
        } else {// 负数
            re = Integer.parseInt(bitStr, 2) - 256;
        }
    } else {//4 bits处理
        re = Integer.parseInt(bitStr, 2);
    }
    return (byte) re;
}
/*
 * bit转byte数组
 * @description: 
 * @date: 2022/4/6 10:46
 * @param: bitStr 二进制字符串
 * @return: byte[] 字节数组
 */
@Nullable
public static byte[] toBytes(String bitStr) {
    if (StringUtils.isEmpty(bitStr)) return null;
    int len = bitStr.length();
    if (len % 4 != 0) return null;
    // 当二进制位数不是8位的整数倍时，取整+1；否则，取整
    byte[] bytes = new byte[(int)(Math.ceil(len / 8))];
    int j = 0, k = 0;
    for (int i = 0; i < len; i += 8) {
        j += 8;
        if (j > len) j = len;
        bytes[k] = toByte(bitStr.substring(i,j));
        k++;
    }
    log.debug("二进制转byte数组：\n{}", ByteUtils.toString(bytes));
    log.debug("二进制长度：{}，字节大小：{}，比特÷字节={}", bitStr.length(), bytes.length, bitStr.length() / bytes.length);
    return bytes;
}

byte数组转二进制

/*
 * byte转bit
 * @description: 字节转比特
 * 1Byte=8bits
 * @date: 2022/4/1 10:43
 * @param: b 字节
 * @return: java.lang.String 二进制字符串（8位0和1）
 */
@NotNull
@Contract(pure = true)
public static String fromByte(byte b) {
    return "" + (byte) ((b >> 7) & 0x1) +
            (byte) ((b >> 6) & 0x1) +
            (byte) ((b >> 5) & 0x1) +
            (byte) ((b >> 4) & 0x1) +
            (byte) ((b >> 3) & 0x1) +
            (byte) ((b >> 2) & 0x1) +
            (byte) ((b >> 1) & 0x1) +
            (byte) ((b) & 0x1);
}
/*
 * byte[]转bits
 * @description: 字节数组转比特字符串
 * @date: 2022/4/1 11:04
 * @param: bytes 字节数组
 * @return: java.lang.String 比特字符串
 * 1byte=8bit
 */
@NotNull
public static String fromBytes(byte[] bytes) {
    if (ByteUtils.isEmpty(bytes)) return "";
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    ByteUtils.toList(bytes).forEach(b -> sb.append(fromByte(b)));
    log.debug("字节数组转二进制：\n{}", sb);
    log.debug("二进制长度：{}，字节大小：{}，比特÷字节={}", sb.toString().length(), bytes.length, sb.toString().length() / bytes.length);
    return sb.toString();
}