Преобразование массива char в массив байтов и обратно

Я хочу преобразовать массив Java char в массив байтов без создания промежуточного String, так как массив char содержит пароль. Я просмотрел несколько методов, но все они, похоже, терпят неудачу:

char[] password = "password".toCharArray();

byte[] passwordBytes1 = new byte[password.length*2];
ByteBuffer.wrap(passwordBytes1).asCharBuffer().put(password);

byte[] passwordBytes2 = new byte[password.length*2];
for(int i=0; i<password.length; i++) {
    passwordBytes2[2*i] = (byte) ((password[i]&0xFF00)>>8); 
    passwordBytes2[2*i+1] = (byte) (password[i]&0x00FF); 
}

String passwordAsString = new String(password);
String passwordBytes1AsString = new String(passwordBytes1);
String passwordBytes2AsString = new String(passwordBytes2);

System.out.println(passwordAsString);
System.out.println(passwordBytes1AsString);
System.out.println(passwordBytes2AsString);
assertTrue(passwordAsString.equals(passwordBytes1) || passwordAsString.equals(passwordBytes2));

Утверждение всегда терпит неудачу (и, критически, когда код используется в процессе производства, пароль отклоняется), но заявления печати распечатывают пароль три раза. Почему passwordBytes1AsString и passwordBytes2AsString отличаются от passwordAsString, но кажутся идентичными? Я пропускаю нулевой терминатор или что-то еще? Что я могу сделать, чтобы сделать преобразование и отмену работы?

Ответ 1

Проблема заключается в использовании конструктора String(byte[]), который использует стандартную кодировку платформы. Это почти никогда не то, что вы должны делать - если вы передадите "UTF-16" в качестве кодировки символов для работы, ваши тесты, вероятно, пройдут. В настоящее время я подозреваю, что passwordBytes1AsString и passwordBytes2AsString имеют длину 16 символов, причем каждый другой символ U + 0000.

Ответ 2

Преобразование между char и байтом - кодировка и декодирование набора символов. Я предпочитаю сделать это как можно более ясным в коде. Это не означает дополнительный объем кода:

 Charset latin1Charset = Charset.forName("ISO-8859-1"); 
 charBuffer = latin1Charset.decode(ByteBuffer.wrap(byteArray)); // also decode to String
 byteBuffer = latin1Charset.encode(charBuffer);                 // also decode from String

В сторону:

Классы java.nio и классы java.io Reader/Writer используют ByteBuffer и CharBuffer (которые используют байты [] и char [] в качестве массивов поддержки). Поэтому часто предпочтительнее использовать эти классы напрямую. Однако вы всегда можете:

 byteArray = ByteBuffer.array();  byteBuffer = ByteBuffer.wrap(byteArray);  
 byteBuffer.get(byteArray);       charBuffer.put(charArray);
 charArray = CharBuffer.array();  charBuffer = ByteBuffer.wrap(charArray);
 charBuffer.get(charArray);       charBuffer.put(charArray);

Ответ 3

Если вы хотите использовать ByteBuffer и CharBuffer, не делайте простого .asCharBuffer(), который просто делает UTF-16 (LE или BE, в зависимости от вашей системы), вы можете установить порядок байтов с помощью order) (поскольку Java-строки и, следовательно, ваш char[] внутренне использует эту кодировку).

Используйте Charset.forName(charsetName), а затем его метод encode или decode или newEncoder/newDecoder.

При преобразовании вашего байта [] в String вы также должны указать кодировку (и она должна быть одной и той же).

Ответ 4

Я бы сделал это, используя цикл для преобразования в байты, а другой - для возврата к char.

char[] chars = "password".toCharArray();
byte[] bytes = new byte[chars.length*2];
for(int i=0;i<chars.length;i++) {
   bytes[i*2] = (byte) (chars[i] >> 8);
   bytes[i*2+1] = (byte) chars[i];
}
char[] chars2 = new char[bytes.length/2];
for(int i=0;i<chars2.length;i++) 
   chars2[i] = (char) ((bytes[i*2] << 8) + (bytes[i*2+1] & 0xFF));
String password = new String(chars2);

Ответ 5

Вы должны использовать getBytes() вместо toCharArray()

Заменить строку

char[] password = "password".toCharArray();

byte[] password = "password".getBytes();

Ответ 6

Это продолжение ответа Питера Лоури. Для того чтобы обратное преобразование (байты к символам) корректно работало для всего диапазона символов, код должен быть следующим:

char[] chars = new char[bytes.length/2];
for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
   chars[i] = (char) (((bytes[i*2] & 0xff) << 8) + (bytes[i*2+1] & 0xff));
}

Нам нужно "unsign" байт перед использованием (& 0xff). В противном случае половина всех возможных значений char вернется неправильно. Например, будут затронуты символы в диапазоне [0x80..0xff].

Ответ 7

    public byte[] charsToBytes(char[] chars){
        Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
        ByteBuffer byteBuffer = charset.encode(CharBuffer.wrap(chars));
        return Arrays.copyOf(byteBuffer.array(), byteBuffer.limit());
    }

    public char[] bytesToChars(byte[] bytes){
        Charset charset = Charset.forName("UTF-8");
        CharBuffer charBuffer = charset.decode(ByteBuffer.wrap(bytes));
        return Arrays.copyOf(charBuffer.array(), charBuffer.limit());    
    }

Ответ 8

Когда вы используете GetBytes From String в Java, результат возврата будет зависеть от кодировки по умолчанию вашего компьютера (например: StandardCharsetsUTF-8 или StandardCharsets.ISO_8859_1etc...).

Итак, всякий раз, когда вы хотите getBytes из объекта String. Обязательно укажите кодировку. например:

String sample = "abc";
Byte[] a_byte = sample .getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

Проверьте, что произошло с кодом. В java строка с именем sample хранится в Unicode. каждый char в String, хранящийся на 2 байта.

sample :  value: "abc"   in Memory(Hex):  00 61 00 62 00 63
        a -> 00 61
        b -> 00 62
        c -> 00 63

Но, когда мы получаемBytes From String, мы имеем

Byte[] a_byte = sample .getBytes(StandardCharsets.UTF_8)
//result is : 61 62 63
//length: 3 bytes

Byte[] a_byte = sample .getBytes(StandardCharsets.UTF_16BE)  
//result is : 00 61 00 62 00 63        
//length: 6 bytes

Чтобы получить одинарный байт строки. Мы можем просто прочитать память строки и получить каждый байт String.Below - это пример кода:

public static byte[] charArray2ByteArray(char[] chars){
    int length = chars.length;
    byte[] result = new byte[length*2+2];
    int i = 0;
    for(int j = 0 ;j<chars.length;j++){
        result[i++] = (byte)( (chars[j] & 0xFF00) >> 8 );
        result[i++] = (byte)((chars[j] & 0x00FF)) ;
    }
    return result;
}

Обычаи:

String sample = "abc";
//First get the chars of the String,each char has two bytes(Java).
Char[] sample_chars = sample.toCharArray();
//Get the bytes
byte[] result = charArray2ByteArray(sample_chars).

//Back to String.
//Make sure we use UTF_16BE. Because we read the memory of Unicode of  
//the String from Left to right. That the same reading 
//sequece of  UTF-16BE.
String sample_back= new String(result , StandardCharsets.UTF_16BE);