Java实现CRC校验工具类

1.什么是CRC？

  循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check， CRC）是一种根据网络数据包或计算机文件等数据产生简短固定位数校验码的一种信道编码技术，主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。它是利用除法及余数的原理来作错误侦测的。

2.crc16与crc32有什么区别？

  两个的生成项不同，导致它们的循环冗余码的校验长度不一样。一般是冗余码越长，数据要求的安全性越高，因此根据所要保证数据完整性的数据长短进行选择。

  2.1、crc16的生成多项式为：X16+X15+X2+1。

  2.2、crc32的生成多项式为：X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1

3.自己总结编写的CRC16校验工具类（Java 实现），代码如下所示：

package com.ljw.util;


/**
 * 
 * 
 * @function CRC循环冗余校验工具类
 * @author Liangjw
 * @date 2021年3月30日上午9:26:45
 * @since JDK 1.8
 */
public class CRCUtil {
    private static byte[] crc16_tab_h = { (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
            (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1,
            (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
            (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0,
            (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40 };
 
    private static byte[] crc16_tab_l = { (byte) 0x00, (byte) 0xC0, (byte) 0xC1, (byte) 0x01, (byte) 0xC3, (byte) 0x03, (byte) 0x02, (byte) 0xC2, (byte) 0xC6, (byte) 0x06, (byte) 0x07, (byte) 0xC7, (byte) 0x05, (byte) 0xC5, (byte) 0xC4, (byte) 0x04, (byte) 0xCC, (byte) 0x0C, (byte) 0x0D, (byte) 0xCD, (byte) 0x0F, (byte) 0xCF, (byte) 0xCE, (byte) 0x0E, (byte) 0x0A, (byte) 0xCA, (byte) 0xCB, (byte) 0x0B, (byte) 0xC9, (byte) 0x09, (byte) 0x08, (byte) 0xC8, (byte) 0xD8, (byte) 0x18, (byte) 0x19, (byte) 0xD9, (byte) 0x1B, (byte) 0xDB, (byte) 0xDA, (byte) 0x1A, (byte) 0x1E, (byte) 0xDE, (byte) 0xDF, (byte) 0x1F, (byte) 0xDD, (byte) 0x1D, (byte) 0x1C, (byte) 0xDC, (byte) 0x14, (byte) 0xD4, (byte) 0xD5, (byte) 0x15, (byte) 0xD7, (byte) 0x17, (byte) 0x16, (byte) 0xD6, (byte) 0xD2, (byte) 0x12,
            (byte) 0x13, (byte) 0xD3, (byte) 0x11, (byte) 0xD1, (byte) 0xD0, (byte) 0x10, (byte) 0xF0, (byte) 0x30, (byte) 0x31, (byte) 0xF1, (byte) 0x33, (byte) 0xF3, (byte) 0xF2, (byte) 0x32, (byte) 0x36, (byte) 0xF6, (byte) 0xF7, (byte) 0x37, (byte) 0xF5, (byte) 0x35, (byte) 0x34, (byte) 0xF4, (byte) 0x3C, (byte) 0xFC, (byte) 0xFD, (byte) 0x3D, (byte) 0xFF, (byte) 0x3F, (byte) 0x3E, (byte) 0xFE, (byte) 0xFA, (byte) 0x3A, (byte) 0x3B, (byte) 0xFB, (byte) 0x39, (byte) 0xF9, (byte) 0xF8, (byte) 0x38, (byte) 0x28, (byte) 0xE8, (byte) 0xE9, (byte) 0x29, (byte) 0xEB, (byte) 0x2B, (byte) 0x2A, (byte) 0xEA, (byte) 0xEE, (byte) 0x2E, (byte) 0x2F, (byte) 0xEF, (byte) 0x2D, (byte) 0xED, (byte) 0xEC, (byte) 0x2C, (byte) 0xE4, (byte) 0x24, (byte) 0x25, (byte) 0xE5, (byte) 0x27, (byte) 0xE7,
            (byte) 0xE6, (byte) 0x26, (byte) 0x22, (byte) 0xE2, (byte) 0xE3, (byte) 0x23, (byte) 0xE1, (byte) 0x21, (byte) 0x20, (byte) 0xE0, (byte) 0xA0, (byte) 0x60, (byte) 0x61, (byte) 0xA1, (byte) 0x63, (byte) 0xA3, (byte) 0xA2, (byte) 0x62, (byte) 0x66, (byte) 0xA6, (byte) 0xA7, (byte) 0x67, (byte) 0xA5, (byte) 0x65, (byte) 0x64, (byte) 0xA4, (byte) 0x6C, (byte) 0xAC, (byte) 0xAD, (byte) 0x6D, (byte) 0xAF, (byte) 0x6F, (byte) 0x6E, (byte) 0xAE, (byte) 0xAA, (byte) 0x6A, (byte) 0x6B, (byte) 0xAB, (byte) 0x69, (byte) 0xA9, (byte) 0xA8, (byte) 0x68, (byte) 0x78, (byte) 0xB8, (byte) 0xB9, (byte) 0x79, (byte) 0xBB, (byte) 0x7B, (byte) 0x7A, (byte) 0xBA, (byte) 0xBE, (byte) 0x7E, (byte) 0x7F, (byte) 0xBF, (byte) 0x7D, (byte) 0xBD, (byte) 0xBC, (byte) 0x7C, (byte) 0xB4, (byte) 0x74,
            (byte) 0x75, (byte) 0xB5, (byte) 0x77, (byte) 0xB7, (byte) 0xB6, (byte) 0x76, (byte) 0x72, (byte) 0xB2, (byte) 0xB3, (byte) 0x73, (byte) 0xB1, (byte) 0x71, (byte) 0x70, (byte) 0xB0, (byte) 0x50, (byte) 0x90, (byte) 0x91, (byte) 0x51, (byte) 0x93, (byte) 0x53, (byte) 0x52, (byte) 0x92, (byte) 0x96, (byte) 0x56, (byte) 0x57, (byte) 0x97, (byte) 0x55, (byte) 0x95, (byte) 0x94, (byte) 0x54, (byte) 0x9C, (byte) 0x5C, (byte) 0x5D, (byte) 0x9D, (byte) 0x5F, (byte) 0x9F, (byte) 0x9E, (byte) 0x5E, (byte) 0x5A, (byte) 0x9A, (byte) 0x9B, (byte) 0x5B, (byte) 0x99, (byte) 0x59, (byte) 0x58, (byte) 0x98, (byte) 0x88, (byte) 0x48, (byte) 0x49, (byte) 0x89, (byte) 0x4B, (byte) 0x8B, (byte) 0x8A, (byte) 0x4A, (byte) 0x4E, (byte) 0x8E, (byte) 0x8F, (byte) 0x4F, (byte) 0x8D, (byte) 0x4D,
            (byte) 0x4C, (byte) 0x8C, (byte) 0x44, (byte) 0x84, (byte) 0x85, (byte) 0x45, (byte) 0x87, (byte) 0x47, (byte) 0x46, (byte) 0x86, (byte) 0x82, (byte) 0x42, (byte) 0x43, (byte) 0x83, (byte) 0x41, (byte) 0x81, (byte) 0x80, (byte) 0x40 };
 
    
    /**
     * 一个字节包含位的数量 8
     */
    private static final int BITS_OF_BYTE = 8;
    /**
     * 多项式
     */
    private static final int POLYNOMIAL = 0xA001;
    /**
     * 初始值
     */
    private static final int INITIAL_VALUE = 0xFFFF;

    /**
     * @function CRC16 编码
     *
     * @param bytes 编码内容
     * @return 编码结果
     */
    public static int crc16(int[] bytes) {
        int res = INITIAL_VALUE;
        for (int data : bytes) {
            res = res ^ data;
            for (int i = 0; i < BITS_OF_BYTE; i++) {
                res = (res & 0x0001) == 1 ? (res >> 1) ^ POLYNOMIAL : res >> 1;
            }
        }
        return revert(res);
    }

    /**
     * @function 翻转16位的高八位和低八位字节，高位在前，低位在后
     *
     * @param src 翻转数字
     * @return 翻转结果
     */
    private static int revert(int src) {
        int lowByte = (src & 0xFF00) >> 8;
        int highByte = (src & 0x00FF) << 8;
        return lowByte | highByte;
    }
    
    /*以下方法得出的校验位：低位在前，高位在后*/
    /**
     * @function 计算CRC16校验
     * 
     * @param data
     *            需要计算的数组
     * @return CRC16校验值
     */
    public static int calcCrc16(byte[] data) {
        return calcCrc16(data, 0, data.length);
    }
 
    /**
     * @function 计算CRC16校验
     * 
     * @param data
     *            需要计算的数组
     * @param offset
     *            起始位置
     * @param len
     *            长度
     * @return CRC16校验值
     */
    public static int calcCrc16(byte[] data, int offset, int len) {
        return calcCrc16(data, offset, len, 0xffff);
    }
 
    /**
     * @function 计算CRC16校验
     * 
     * @param data
     *            需要计算的数组
     * @param offset
     *            起始位置
     * @param len
     *            长度
     * @param preval
     *            之前的校验值
     * @return CRC16校验值
     */
    public static int calcCrc16(byte[] data, int offset, int len, int preval) {
        int ucCRCHi = (preval & 0xff00) >> 8;
        int ucCRCLo = preval & 0x00ff;
        int iIndex;
        for (int i = 0; i < len; ++i) {
            iIndex = (ucCRCLo ^ data[offset + i]) & 0x00ff;
            ucCRCLo = ucCRCHi ^ crc16_tab_h[iIndex];
            ucCRCHi = crc16_tab_l[iIndex];
        }
        return ((ucCRCHi & 0x00ff) << 8) | (ucCRCLo & 0x00ff) & 0xffff;
    }
 
    // 测试
    /*@Test
    public static void main(String[] args) {
        //广播指令00 00 00 00 00 23 C2 41
        //采集指令00 00 00 00 00 23 C2 41
        // 0x02 05 00 03 FF 00 , crc16=7C 09
        // 00 03 83 03 07 08 09
        byte[] data = {0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01};
        int[] data2 = {0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01};
        //00 16 2D 78 81 23 01 07 E5 01 1D 0E 11 01 C9 C3 80 FF 1D E6 6C (校验码：B7 E1)
        //byte[] data = {0x00, 0x16, 0x2d, 0x78, (byte) 0x81, 0x23,0x01, 0x07, (byte) 0xE5, 0x01, 0x1D, 0x0E, 0x11, 0x01, (byte) 0xC9, (byte) 0xC3, (byte) 0x80, (byte) 0xFF, 0x1D, (byte) 0xE6, 0x6C};//结果：34 BB
        //int[] data2 = {0x00, 0x16, 0x2D, 0x78, 0x81, 0x23, 0x01, 0x07, 0xE5, 0x01, 0x1D, 0x0E, 0x11, 0x01, 0xC9, 0xC3, 0x80, 0xFF, 0x1D, 0xE6, 0x6C};//结果：c1 3d
        //byte[] data = {0x00, 0x16, 0x2d, 0x78, 0x01, 0x00};//结果：3d c1
        //int[] data2 = {0x00, 0x16, 0x2D, 0x78, 0x01, 0x00};//结果：c1 3d
        int crc = CRCUtil.calcCrc16(data);
        System.out.println("低位在前，高位在后:" + String.format("0x%04x", crc));
        int res = CRCUtil.crc16(data2);
        String checkCode_temp = String.format("0x%04x", res);
        System.out.println("高位在前，低位在后:" + checkCode_temp);
        String hex = Integer.toHexString(res);
        System.out.println("高位在前，低位在后:" + hex);
     
        String hex_DevID_temp = Integer.toHexString(Integer.parseInt("01"));
        System.out.println(hex_DevID_temp);
        System.out.println(String.format("0x%04x", Integer.parseInt(hex_DevID_temp)).substring(2));
             
    }*/
}

注：在现实生成环境中，使用crc16校验码时，一般都是高位在前，低位在后，注意，注意，注意！！！！