用于 32 位有符号二进制字符串的 Java Integer.parseInt() 抛出 NumberFormatException

Question

这是 Java Api 的错误吗？

    int i = 0xD3951892;
    System.out.println(i); // -745203566
    String binString = Integer.toBinaryString(i);
    int radix = 2;
    int j = Integer.valueOf(binString, radix );
    Assertions.assertThat(j).isEqualTo(i);

我希望它毫无疑问地是真的。 但它抛出以下异常：

java.lang.NumberFormatException: For input string: "11010011100101010001100010010010"
at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:495)
at java.lang.Integer.valueOf(Integer.java:556)
at com.zhugw.temp.IntegerTest.test_valueof_binary_string(IntegerTest.java:14)

因此，如果我有一个二进制字符串，例如 11010011100101010001100010010010，我如何在 Java 中获得它的十进制数（-745203566）？ DIY？ 编写代码来实现下面的等式？

Answer 1

Integer.valueOf(String, int radix)和Integer.parseInt(String, int radix)只会解析值 -2 147 483 648 到 2 147 483 647 的数字，即 32 位有符号整数的值。

这些函数无法解释二进制 ( radix = 2 ) 的二进制补码，因为传递的字符串可以是任意长度，因此前导 1 可能是数字或符号位的一部分。 我猜 Java 的开发人员认为最合乎逻辑的方法是永远不要接受二进制补码，而不是假设第 32 位是符​​号位。

他们将您的输入二进制字符串读取为无符号 3 549 763 730（大于最大 int 值）。 要读取负值，您需要给出一个前面带有-符号的正二进制数。 例如-5 ：

Integer.parseInt("1011", 2); // 11
    // Even if you extended the 1s to try and make two's complement of 5,
    // it would always read it as a positive binary value
Integer.parseInt("-101", 2); // -5, this is right

解决方案：

我建议，首先，如果您可以将其存储为带有您自己的额外符号信息的正数（例如-符号），请执行此操作。 例如：

String binString;
if(i < 0)
    binString = "-" + Integer.toBinaryString(-i);
else // positive i
    binString = Integer.toBinaryString(i);

如果需要使用带符号的二进制字符串，为了取二进制补码形式的负数（作为字符串）并解析为int，建议您手动取二进制补码，将其转换为int，然后更正标志。 回想一下，二的补码 = 一的补码 + 1，而一的补码只是反转每一位。

作为示例实现：

String binString = "11010011100101010001100010010010";
StringBuilder onesComplementBuilder = new StringBuilder();
for(char bit : binString.toCharArray()) {
    // if bit is '0', append a 1. if bit is '1', append a 0.
    onesComplementBuilder.append((bit == '0') ? 1 : 0);
}
String onesComplement = onesComplementBuilder.toString();
System.out.println(onesComplement); // should be the NOT of binString
int converted = Integer.valueOf(onesComplement, 2);
// two's complement = one's complement + 1. This is the positive value
// of our original binary string, so make it negative again.
int value = -(converted + 1);

您还可以为 32 位二进制补码编写自己的Integer.parseInt版本。 当然，这假设您没有使用 Java 8 并且不能只使用Integer.parseUnsignedInt ，@llogiq 在我输入时指出了这一点。

编辑：您也可以先使用Long.parseLong(String, 2) ，然后计算二进制补码（并用 0xFFFFFFFF 将其屏蔽），然后将long降级为int 。 写得更快，可能更快的代码。

Answer 2

Integer.toBinaryString(..)的 API 文档明确指出：

可以通过调用Integer.parseUnsignedInt(s, 8)从返回的字符串 s 中恢复参数的值。

（从 Java 8u25 开始）我认为这是一个文档错误，它应该读取Integer.parseUnsignedInt(s, 2) 。 注意Unsigned 。 这是因为toBinaryString输出将包含符号位。

编辑：请注意，即使这看起来会产生无符号值，但事实并非如此。 这是因为Java并没有真正具有无符号值的概念，只有几个静态方法与整数工作，好像他们是无符号。

Answer 3

我正在努力解决类似的问题，Ilogic的上述回答对我来说非常有效。 谢谢。 :)。 如果我能投票赞成而不是在这里发表，我会的。