Java byte[]与基本数据类型之间的转换

在网络编程当中，常常会涉及到字节数组（buffer）的解析，与其他数据类型相互转换。

例如Socket，BLE等等。以下是字节数组与各种数据类型之间的大小端方式相互转换的Java实现工具类汇总。

大端：高地址存储低字节；
小端：低地址存储低字节。

例如：整形 0x12345678 (注意：0x12是高字节 ~ 0x78是低字节)
内存地址（字节数组下标 0 ~ 7）
大端：12 34 56 78
小端：78 56 34 12

如果转换设计无符号数据类型参考我的另一篇：Java无符号数据类型处理
Note：计算机系统默认小端方式存储，在日常开发当中，通常都是使用小端方式。

大端与小端的详细介绍就不在此详细阐述了。

代码如下，主要是比特位运算和Java的基本API实现，详细的设计编程语言基本数据类型与计算机数据存储原理，相信这些知识在教科书上也是有详述，附上简单的说明：
1、byte[] 与 short互相转换
2、byte[] 与 int互相转换
3、byte[] 与 float互相转换
4、byte[] 与 long互相转换
5、byte[] 与 double互相转换
6、byte[] 与 16进制字符串互相转换

/**
 * <pre>
 *     author : wushaohong
 *     date   : 2020-05-01
 *     desc   : 字节数组与基本数据类型的转换
 *              byte、short、int、float、long、double、16进制字符串
 *     version: 1.0
 * </pre>
 */

public class ByteArrayUtil {

    /**
     * 字节数组转 short，小端
     */
    public static short byteArray2Short_Little_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length > 2) {
            return 0;
        }

        short value = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            // & 0xff，除去符号位干扰
            value |= ((array[i] & 0xff) << (i * 8));
        }
        return value;
    }

    /**
     * 字节数组转 short，大端
     */
    public static short byteArray2Short_Big_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length > 2) {
            return 0;
        }

        short value = 0;
        for (int i = 0; i < array.length ; i++) {
            value |= ((array[i] & 0xff) << ((array.length - i - 1) * 8));
        }
        return value;
    }

    /**
     * 字节数组转 int，小端
     */
    public static int byteArray2Int_Little_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length > 4) {
            return 0;
        }

        int value = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            value |= ((array[i] & 0xff) << (i * 8));

        }
        return value;
    }

    /**
     * 字节数组转 int，大端
     */
    public static int byteArray2Int_Big_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length > 4) {
            return 0;
        }

        int value = 0;
        for (int i = 0; i < array.length ; i++) {
            value |= ((array[i] & 0xff) << ((array.length - i - 1) * 8));
        }
        return value;
    }

    /**
     * 字节数组转 float，小端
     */
    public static float byteArray2Float_Little_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length != 4) {
            return 0;
        }

        return Float.intBitsToFloat(byteArray2Int_Little_Endian(array));
    }

    /**
     * 字节数组转 float，大端
     */
    public static float byteArray2Float_Big_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length > 4) {
            return 0;
        }

        return Float.intBitsToFloat(byteArray2Int_Big_Endian(array));
    }

    /**
     * 字节数组转 long，小端
     */
    public static long byteArray2Long_Little_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length != 8) {
            return 0;
        }

        long value = 0;
        for (int i = 0; i < array.length ; i++) {
            // 需要转long再位移，否则int丢失精度
            value |= ((long)(array[i]& 0xff) << (i * 8));
        }
        return value;
    }

    /**
     * 字节数组转 long，大端
     */
    public static long byteArray2Long_Big_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length != 8) {
            return 0;
        }

        long value = 0;
        for (int i = 0; i < array.length ; i++) {
            value |= ((long)(array[i] & 0xff) << ((array.length - i - 1) * 8));
        }
        return value;
    }

    /**
     * 字节数组转 double，小端
     */
    public static double byteArray2Double_Little_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length != 8) {
            return 0;
        }

        return Double.longBitsToDouble(byteArray2Long_Little_Endian(array));
    }

    /**
     * 字节数组转 double，大端
     */
    public static double byteArray2Double_Big_Endian(byte[] array) {

        // 数组长度有误
        if (array.length != 8) {
            return 0;
        }

        return Double.longBitsToDouble(byteArray2Long_Big_Endian(array));
    }

    /**
     * 字节数组转 HexString
     */
    public static String byteArray2HexString(byte[] array) {

        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        for (byte b : array) {

            String s = Integer.toHexString(b & 0xff);
            if (s.length() < 2) {
                builder.append("0");
            }
            builder.append(s);
        }

        return builder.toString().toUpperCase();
    }

    //---------------------------------华丽的分割线-------------------------------------

    /**
     * short 转字节数组，小端
     */
    public static byte[] short2ByteArray_Little_Endian(short s) {

        byte[] array = new byte[2];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = (byte) (s >> (i * 8));
        }
        return array;
    }

    /**
     * short 转字节数组，大端
     */
    public static byte[] short2ByteArray_Big_Endian(short s) {

        byte[] array = new byte[2];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[array.length - 1 - i] = (byte) (s >> (i * 8));
        }
        return array;
    }

    /**
     * int 转字节数组，小端
     */
    public static byte[] int2ByteArray_Little_Endian(int s) {

        byte[] array = new byte[4];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = (byte) (s >> (i * 8));
        }
        return array;
    }

    /**
     * int 转字节数组，大端
     */
    public static byte[] int2ByteArray_Big_Endian(int s) {

        byte[] array = new byte[4];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[array.length - 1 - i] = (byte) (s >> (i * 8));
        }
        return array;
    }

    /**
     * float 转字节数组，小端
     */
    public static byte[] float2ByteArray_Little_Endian(float f) {

        return int2ByteArray_Little_Endian(Float.floatToIntBits(f));
    }

    /**
     * float 转字节数组，大端
     */
    public static byte[] float2ByteArray_Big_Endian(float f) {

        return int2ByteArray_Big_Endian(Float.floatToIntBits(f));
    }

    /**
     * long 转字节数组，小端
     */
    public static byte[] long2ByteArray_Little_Endian(long l) {

        byte[] array = new byte[8];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = (byte) (l >> (i * 8));
        }
        return array;
    }

    /**
     * long 转字节数组，大端
     */
    public static byte[] long2ByteArray_Big_Endian(long l) {

        byte[] array = new byte[8];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[array.length - 1 - i] = (byte) (l >> (i * 8));
        }
        return array;
    }

    /**
     * double 转字节数组，小端
     */
    public static byte[] double2ByteArray_Little_Endian(double d) {

        return long2ByteArray_Little_Endian(Double.doubleToLongBits(d));
    }

    /**
     * double 转字节数组，大端
     */
    public static byte[] double2ByteArray_Big_Endian(double d) {

        return long2ByteArray_Big_Endian(Double.doubleToLongBits(d));
    }

    /**
     * HexString 转字节数组
     */
    public static byte[] hexString2ByteArray(String hexString) {

        // 两个十六进制字符一个 byte，单数则有误
        if (hexString.length() % 2 != 0) {
            return null;
        }

        byte[] array = new byte[hexString.length() / 2];

        int value = 0;
        for (int i = 0; i < hexString.length(); i++) {

            char s = hexString.charAt(i);

            // 前半个字节
            if (i % 2 == 0) {
                value = Integer.parseInt(String.valueOf(s), 16) * 16;
            } else {
                // 后半个字节
                value += Integer.parseInt(String.valueOf(s), 16);
                array[i / 2] = (byte) value;
                value = 0;
            }
        }

        return array;
    }
}

上面的工具类，对号入座即可。除了字节比特位运算转换之外，还能够使用Java 的一个类进行基本数据类型的互转：

ByteBuffer

例子1：int转字节数组

        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4);
        // 小端，如果不指定小端，ByteBuffer默认是大端 ByteOrder.BIG_ENDIAN
        byteBuffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
        byteBuffer.putInt(2020);
        // 转成字节数组
        byteBuffer.array();

例子2：字节数组转 int

        byte[] array = new byte[]{-28, 7, 0, 0};
        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(4);
        // 小端
        byteBuffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
        byteBuffer.put(array);
        // 在bytebuffer中读取一个 int
        System.out.println(byteBuffer.getInt(0));

以上是对byte数组转换的一些总结。

如有纰漏，有误，欢迎各位指正，在下感激万分。

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