为什么我不能在 Java 中屏蔽长数据类型的 32 位

Question

我无法弄清楚为什么会这样。 我试图在 long 上屏蔽 java 的最低有效 32 位，但它没有正确地和第 33 位和第 34 位甚至更远。 这是我的例子

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    long someVal = 17592096894893l; //hex  0xFFFFAAFAFAD
    long mask = 0xFF; //binary
    long result = mask & someVal;                  

    System.out.println("Example 1 this works on one byte");
    System.out.printf("\n%x %s", someVal, Long.toBinaryString(someVal) );
    System.out.printf("\n%x %s", result, Long.toBinaryString(result) );

    long someVal2 = 17592096894893l; //hex  0xFFFFAAFAFAD
    mask = 0xFFFFFFFF; //binary
    result = mask & someVal2; 
    System.out.println("\nExample 2 - this does not work");
    System.out.printf("\n%x %s", someVal2, Long.toBinaryString(someVal2) );
    System.out.printf("\n%x %s", result, Long.toBinaryString(result) );
  }
}

我期望结果将最重要的字节删除为零，因为 AND 操作是在 32 位上完成的。 这是我得到的输出。

Example 1 - this works
ffffaafafad 11111111111111111010101011111010111110101101
ad 10101101
Example 2 - this does not work

ffffaafafad 11111111111111111010101011111010111110101101
ffffaafafad 11111111111111111010101011111010111110101101

我希望能够屏蔽 long 值的第一个最低有效 4 个字节。

Answer 1

我相信您在这里看到的是 Java 使用符号扩展将整数转换为 long 的事实。

首先，这段代码应该做什么？

int myInt = -1;
long myLong = myInt;
System.out.println(myLong);

这应该直观地打印出 -1，这确实发生了。 我的意思是，如果在将 int 转换为 long 时，我们没有得到与开始时相同的数字，那会有点奇怪。

现在，让我们来看看这段代码：

int myInt = 0xFFFFFFFF;
long myLong = myInt;
System.out.println(myLong);

这个打印什么？ 嗯，0xFFFFFFFF 是有符号的 32 位数字 -1 的十六进制版本。 这意味着这段代码完全等同于上面的代码，所以它应该（并且确实）打印相同的值 -1。

但是值 -1，编码为 long，没有表示 0x00000000FFFFFFFF。 那将是 2 ³² - 1，而不是 -1。 相反，因为它是 64 位长，-1 表示为 0xFFFFFFFFFFFFFFFF。 哎呀 - 所有高位刚刚被激活！ 这使得它作为位掩码不是很有效。

Java 中的规则是，如果将 int 转换为 long，如果 int 的第一个位为 1，则 long 的所有 32 个高位也将设置为 1。 这样就可以将整数转换为 long 保留数值。

如果你想创建一个实际上是 64 位长的位掩码，用一个长字面量而不是一个整型字面量来初始化它：

mask = 0xFFFFFFFFL; // note the L

为什么这会有所作为？ 如果没有 L，Java 会将代码视为

1. 创建整数值 0xFFFFFFFF = -1，给出 32 个 1 位。
2. 将该整数值转换为 long。 为此，请使用符号扩展将其转换为 long 值 -1，连续提供 64 个一位。

但是，如果包含 L，Java 会解释如下内容：

1. 创建长值 0xFFFFFFFF = 2 ³² - 1，即 32 个零位后跟 32 个 1 位。
2. 将该值分配给掩码。

希望这可以帮助！