Перейти к основному содержимому

Преобразование числа с плавающей запятой в массив байтов в Java

· 3 мин. чтения

1. Обзор​

В этом кратком руководстве мы рассмотрим несколько примеров использования Java для преобразования числа с плавающей запятой в массив байтов и наоборот.

Это просто, если мы преобразуем int или long в массив байтов, поскольку побитовые операторы Java работают только с целочисленными типами. Однако для числа с плавающей запятой нам нужно использовать еще один уровень преобразования.

Например, мы можем использовать API, предоставляемые классом Float или классом ByteBuffer пакета java.nio .

2. Преобразование массива с плавающей запятой в байтовый​

Как мы знаем, размер числа с плавающей запятой в Java составляет 32 бита, что аналогично типу int. Таким образом, мы можем использовать функции floatToIntBits или floatToRawIntBits , доступные в классе Float Java. А затем сдвиньте биты, чтобы вернуть массив байтов. Щелкните здесь, чтобы узнать больше об операциях сдвига битов.

Разница между ними заключается в том, что floatToRawIntBits также сохраняет значения Not-a-Number (NaN). Здесь сдвиг битов был выполнен с помощью метода, называемого сужающим примитивным преобразованием .

Во-первых, давайте посмотрим на код с функцией класса Float:

public static byte[] floatToByteArray(float value) {
    int intBits =  Float.floatToIntBits(value);
    return new byte[] {
      (byte) (intBits >> 24), (byte) (intBits >> 16), (byte) (intBits >> 8), (byte) (intBits) };
}

Во-вторых, аккуратный способ преобразования с использованием ByteBuffer :

ByteBuffer.allocate(4).putFloat(value).array();

3. Преобразование байтового массива в число с плавающей запятой​

Давайте теперь преобразуем массив байтов в число с плавающей запятой, используя функцию класса Float intBitsToFloat .

Однако нам нужно сначала преобразовать массив байтов в целые биты, используя сдвиг влево:

public static float byteArrayToFloat(byte[] bytes) {
    int intBits = 
      bytes[0] << 24 | (bytes[1] & 0xFF) << 16 | (bytes[2] & 0xFF) << 8 | (bytes[3] & 0xFF);
    return Float.intBitsToFloat(intBits);  
}

Преобразование массива байтов в число с плавающей запятой с помощью ByteBuffer выполняется так же просто:

ByteBuffer.wrap(bytes).getFloat();

4. Модульное тестирование​

Давайте рассмотрим простые юнит-тесты для реализации:

public void givenAFloat_thenConvertToByteArray() {
    assertArrayEquals(new byte[] { 63, -116, -52, -51}, floatToByteArray(1.1f));
}

@Test
public void givenAByteArray_thenConvertToFloat() {
   assertEquals(1.1f, byteArrayToFloat(new byte[] { 63, -116, -52, -51}), 0);
}

5. Вывод​

Мы видели разные способы преобразования числа с плавающей запятой в байт и наоборот.

Класс Float предоставляет функции в качестве обходного пути для такого преобразования. Однако ByteBuffer предоставляет удобный способ сделать это. По этой причине я предлагаю использовать его везде, где это возможно.

Полный исходный код этих реализаций и кейсов юнит-тестов можно найти в проекте GitHub .