Как преобразовать байт в его двоичное строковое представление

Например, биты в байте B: 10000010как я могу присвоить биты строке strбуквально, то есть str = "10000010".

редактировать

Я прочитал байт из двоичного файла и сохранил его в массиве байтов B. Пользуюсь System.out.println(Integer.toBinaryString(B[i])). проблема в

(a) когда биты начинаются с (крайнего левого) 1, вывод неверен, потому что он преобразуется B[i]в отрицательное значение типа int.

(b) если биты начинаются с 0, вывод игнорируется 0, например, предположим, что он B[0]имеет 00000001, вывод 1вместо00000001

Использование Integer#toBinaryString():

byte b1 = (byte) 129;
String s1 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(b1 & 0xFF)).replace(' ', '0');
System.out.println(s1); // 10000001

byte b2 = (byte) 2;
String s2 = String.format("%8s", Integer.toBinaryString(b2 & 0xFF)).replace(' ', '0');
System.out.println(s2); // 00000010

ДЕМО .

Я использовал это. Идея аналогична другим ответам, но нигде не видел точного подхода :)

System.out.println(Integer.toBinaryString((b & 0xFF) + 0x100).substring(1));

0xFFравно 255 или 11111111(максимальное значение для беззнакового байта). 0x100256, или100000000

&Сбросы байт в целое число. В этот момент это может быть что угодно от 0- 255( 00000000до 11111111, я исключил первые 24 бита). + 0x100и .substring(1)убедитесь, что в начале есть нули.

Я рассчитал время по сравнению с ответом Жоау Силвы , и это более чем в 10 раз быстрее. http://ideone.com/22DDK1 Я не включил ответ Pshemo, так как он неправильно заполняется.

Это то, что вы ищите?

преобразование из строки в байт

byte b = (byte)(int)Integer.valueOf("10000010", 2);
System.out.println(b);// output -> -126

преобразование из байта в строку

System.out.println(Integer.toBinaryString((b+256)%256));// output -> "10000010"

Или, как сказал Жоао Силва в своем комментарии, чтобы добавить начало, 0мы можем отформатировать строку до длины 8 и заменить результирующие ведущие пробелы на ноль, поэтому в случае строки, подобной, " 1010"мы получим"00001010"

System.out.println(String.format("%8s", Integer.toBinaryString((b + 256) % 256))
                         .replace(' ', '0'));

Вы можете проверить каждый бит байта, а затем добавить к строке 0 или 1. Вот небольшой вспомогательный метод, который я написал для тестирования:

public static String byteToString(byte b) {
    byte[] masks = { -128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1 };
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    for (byte m : masks) {
        if ((b & m) == m) {
            builder.append('1');
        } else {
            builder.append('0');
        }
    }
    return builder.toString();
}

Получить каждый бит байта и преобразовать в строку. Скажем, байт имеет 8 бит, и мы можем получить их один за другим с помощью битового перемещения. Например, мы перемещаем второй бит байта на 6 бит вправо, второй бит в последний бит из 8 бит, затем и (&) с 0x0001, чтобы очистить передние биты.

public static String getByteBinaryString(byte b) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (int i = 7; i >= 0; --i) {
        sb.append(b >>> i & 1);
    }
    return sb.toString();
}

Этот код продемонстрирует, как java int можно разбить на 4 последовательных байта. Затем мы можем проверить каждый байт с помощью методов Java по сравнению с запросом байтов / битов низкого уровня.

Это ожидаемый результат при запуске кода ниже:

[Input] Integer value: 8549658

Integer.toBinaryString: 100000100111010100011010
Integer.toHexString: 82751a
Integer.bitCount: 10

Byte 4th Hex Str: 0
Byte 3rd Hex Str: 820000
Byte 2nd Hex Str: 7500
Byte 1st Hex Str: 1a

(1st + 2nd + 3rd + 4th (int(s)) as Integer.toHexString: 82751a
(1st + 2nd + 3rd + 4th (int(s)) ==  Integer.toHexString): true

Individual bits for each byte in a 4 byte int:
00000000 10000010 01110101 00011010

Вот код для запуска:

public class BitsSetCount
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        int send = 8549658;

        System.out.println( "[Input] Integer value: " + send + "\n" );
        BitsSetCount.countBits(  send );
    }

    private static void countBits(int i) 
    {
        System.out.println( "Integer.toBinaryString: " + Integer.toBinaryString(i) );
        System.out.println( "Integer.toHexString: " + Integer.toHexString(i) );
        System.out.println( "Integer.bitCount: "+ Integer.bitCount(i) );

        int d = i & 0xff000000;
        int c = i & 0xff0000;
        int b = i & 0xff00;
        int a = i & 0xff;

        System.out.println( "\nByte 4th Hex Str: " + Integer.toHexString(d) );
        System.out.println( "Byte 3rd Hex Str: " + Integer.toHexString(c) );
        System.out.println( "Byte 2nd Hex Str: " + Integer.toHexString(b) );
        System.out.println( "Byte 1st Hex Str: " + Integer.toHexString(a) );

        int all = a+b+c+d;
        System.out.println( "\n(1st + 2nd + 3rd + 4th (int(s)) as Integer.toHexString: " + Integer.toHexString(all) );

        System.out.println("(1st + 2nd + 3rd + 4th (int(s)) ==  Integer.toHexString): " + 
                Integer.toHexString(all).equals(Integer.toHexString(i) ) );

        System.out.println( "\nIndividual bits for each byte in a 4 byte int:");

        /*
         * Because we are sending the MSF bytes to a method
         * which will work on a single byte and print some
         * bits we are generalising the MSF bytes
         * by making them all the same in terms of their position
         * purely for the purpose of printing or analysis
         */
        System.out.print( 
                    getBits( (byte) (d >> 24) ) + " " + 
                    getBits( (byte) (c >> 16) ) + " " + 
                    getBits( (byte) (b >> 8) ) + " " + 
                    getBits( (byte) (a >> 0) ) 
        );


    }

    private static String getBits( byte inByte )
    {
        // Go through each bit with a mask
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        for ( int j = 0; j < 8; j++ )
        {
            // Shift each bit by 1 starting at zero shift
            byte tmp =  (byte) ( inByte >> j );

            // Check byte with mask 00000001 for LSB
            int expect1 = tmp & 0x01; 

            builder.append(expect1);
        }
        return ( builder.reverse().toString() );
    }

}

Integer.toBinaryString((byteValue & 0xFF) + 256).substring(1)

Извините, я знаю, что это немного поздно ... Но у меня есть гораздо более простой способ ... Для двоичной строки:

//Add 128 to get a value from 0 - 255
String bs = Integer.toBinaryString(data[i]+128);
bs = getCorrectBits(bs, 8);

getCorrectBits метод:

private static String getCorrectBits(String bitStr, int max){
    //Create a temp string to add all the zeros
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for(int i = 0; i < (max - bitStr.length()); i ++){
        sb.append("0");
    }

    return sb.toString()+ bitStr;
}

String byteToBinaryString(byte b){
    StringBuilder binaryStringBuilder = new StringBuilder();
    for(int i = 0; i < 8; i++)
        binaryStringBuilder.append(((0x80 >>> i) & b) == 0? '0':'1');
    return binaryStringBuilder.toString();
}

Вы можете работать с BigInteger, как показано ниже, особенно если у вас 256 бит или больше:

String string = "10000010";
BigInteger biStr = new BigInteger(string, 2);

System.out.println("binary: " + biStr.toString(2));
System.out.println("hex: " + biStr.toString(16));
System.out.println("dec: " + biStr.toString(10));

Другой пример, который принимает байты:

String string = "The girl on the red dress.";

byte[] byteString = string.getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
System.out.println("[Input String]: " + string);
System.out.println("[Encoded String UTF-8]: " + byteString);

BigInteger biStr = new BigInteger(byteString);
System.out.println("binary: " + biStr.toString(2)); // binary
System.out.println("hex: " + biStr.toString(16));   // hex or base 16
System.out.println("dec: " + biStr.toString(10));  // this is base 10

Результат:

[Input String]: The girl on the red dress.
[Encoded String UTF-8]: [B@70dea4e

binary: 101010001101000011001010010000001100111011010010111001001101100001000000110111101101110001000000111010001101000011001010010000001110010011001010110010000100000011001000111001001100101011100110111001100101110
hex: 546865206769726c206f6e20746865207265642064726573732e

Вы также можете работать с преобразованием двоичного формата в байтовый

try {
   System.out.println("binary to byte: " + biStr.toString(2).getBytes("UTF-8"));
} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();}

Примечание. Для форматирования строк в двоичном формате вы можете использовать образец ниже.

String.format("%256s", biStr.toString(2).replace(' ', '0'));  // this is for the 256 bit formatting

Простой ответ может быть таким:

System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0})); // 0
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1})); // 1
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0})); // 256
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0})); // 65536
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0})); // 16777216
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0})); // 4294967296
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0})); // 1099511627776
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0})); // 281474976710656
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0})); // 72057594037927936
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0})); // 18446744073709551616
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0})); // 4722366482869645213696
System.out.println(new BigInteger(new byte[]{1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0})); // 1208925819614629174706176
System.out.println(Long.MAX_VALUE);                                              // 9223372036854775807

Все мы знаем, что Java не предоставляет ничего подобного ключевому слову unsigned. Более того, byteпримитив в соответствии со спецификацией Java представляет собой значение между −128и 127. Например, если byteесть castна intJava будет интерпретировать первый , bitкак signи расширение использования знака.

Тогда как преобразовать байт больше, чем 127в его двоичное строковое представление ??

Ничто не мешает вам рассматривать byteпросто как 8-битные и интерпретировать эти биты как значения между 0и 255. Кроме того, вы должны помнить, что вы ничего не можете сделать, чтобы навязать свою интерпретацию чужому методу. Если метод принимает a byte, тогда этот метод принимает значение между −128и, 127если явно не указано иное.

Итак, лучший способ решить эту проблему - преобразовать byteзначение в intзначение путем вызова Byte.toUnsignedInt()метода или преобразования его как intпримитива (int) signedByte & 0xFF. Вот вам пример:

public class BinaryOperations
{
    public static void main(String[] args)
    {
        byte forbiddenZeroBit = (byte) 0x80;

        buffer[0] = (byte) (forbiddenZeroBit & 0xFF);
        buffer[1] = (byte) ((forbiddenZeroBit | (49 << 1)) & 0xFF);
        buffer[2] = (byte) 96;
        buffer[3] = (byte) 234;

        System.out.println("8-bit header:");
        printBynary(buffer);
    }

    public static void printBuffer(byte[] buffer)
    {
        for (byte num : buffer) {
            printBynary(num);
        }
    }

    public static void printBynary(byte num)
    {
        int aux = Byte.toUnsignedInt(num);
        // int aux = (int) num & 0xFF; 
        String binary = String.format("%8s', Integer.toBinaryString(aux)).replace(' ', '0');
        System.out.println(binary);
    }
}

Выход

8-bit header:
10000000
11100010
01100000
11101010

Еще один совет для тех, кому нужно массово преобразовывать байты в двоичные строки: используйте таблицу поиска вместо того, чтобы все время использовать эту операцию String. Это намного быстрее, чем снова и снова вызывать функцию convert.

public class ByteConverterUtil {

  private static final String[] LOOKUP_TABLE = IntStream.range(0, Byte.MAX_VALUE - Byte.MIN_VALUE + 1)
                                                        .mapToObj(intValue -> Integer.toBinaryString(intValue + 0x100).substring(1))
                                                        .toArray(String[]::new);

  public static String convertByte(final byte byteValue) {
    return LOOKUP_TABLE[Byte.toUnsignedInt(byteValue)];
  }

  public static void main(String[] args){
    System.out.println(convertByte((byte)0)); //00000000
    System.out.println(convertByte((byte)2)); //00000010
    System.out.println(convertByte((byte)129)); //10000001
    System.out.println(convertByte((byte)255)); //11111111
  }


}

Просто догадываюсь, но если у вас есть Byte, то не могли бы вы просто вызвать toString () для объекта, чтобы получить значение? Или взглянув на api , используя byteValue ()?