C++与JAVA代码实现CRC-16/MODBUS算法，且与 http://www.ip33.com/crc.html 进行结果验证

CRC-16/MODBUS的多项式为：x16+x15+x2+1（8005），宽度为16。运算时，首先将一个16位的寄存器预置为11111111 11111111，然后连续把数据帧中的每个字节中的8位与该寄存器的当前值进行运算。仅仅每个字节的8位数据位参与生成CRC。

在生成CRC时，每个字节的8位与寄存器中的内容进行异或，然后将结果向低位位移，高位则用0补充，最低位（LSB）移出并检测，如果是1，该寄存器就与一个预设的固定值（0A001H）进行一次异或运算，如果低位为0，不作任何处理。

上述处理重复进行，直到执行完了8次位移操作，当最后一位移完以后，下一个8位字节与寄存器当前的值进行异或运算，同样进行上述的另一轮8次位移异或才做，当数据帧中的所有字节都做了处理，生成最终值就是CRC值。

生成CRC的流程为：

　　1. 预置一个16位寄存器位FFFFH，称之为CRC寄存器。

　　2. 把数据帧中第一个字节的8位与CRC寄存器中的低字节进行异或运算，结果存回CRC寄存器。

　　3. 将CRC寄存器向右移1位，最高位以0填充，最低位移出并监测。

　　4. 如果最低位为0：重复第3步（下一次移位），如果最低位为1：将CRC寄存器与一个预设的固定值（0A001H）进行异或运算。

　　5. 重复第3步和第4步直到8次位移，这样就处理完了一个完整的8位。

　　6. 重复第2步到第5步来处理下一个字节，知道处理完校验位前所有的数据。

　　7. 最终CRC寄存器得值就是CRC的值。

C++代码实现

 #include <stdio.h>
 #include<iostream>
 #include<string>
 #include<sstream>
 using namespace std;

 unsigned short getCrc16(unsigned char *arr, int len); 

 string intToHexStr(int data);

 int main()
 {
     unsigned char arr[] = {0x48, 0x4C, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x05, 0x00, 0x00};
     int len = ;
     int crcInt;
     crcInt = getCrc16(arr, len);
     printf( "crc16 int is: %d\n", crcInt );
     string crcStr;
     crcStr = intToHexStr(crcInt);
     cout << "crc16 hex is: " <<  crcStr.c_str() <<endl;
     return ;
 }

 /**
  * 进行CRC-6/MODBUS计算
  */
 unsigned short getCrc16(unsigned char *arr, int len)
 {
     unsigned short ax,lsb;
     int i,j;
     ax = 0xFFFF;
     for (i = ; i < len; i++)
     {
         ax ^= arr[i];
         for (j = ; j < ; j++)
         {
             lsb = ax & 0x0001;
             ax = ax >> ;
             if (lsb != )
             {
                 ax ^= 0xA001;
             }
         }
     }
     return ax;
 }

 /**
  * 将int类型数据转换成16进制字符串
  */
 string intToHexStr(int data)
 {
     /*** 将int类型数据转换成16进制字符串 ***/
     string hexStr;
     ostringstream temp;
     temp<<hex<<data;
     hexStr = temp.str();

     /*** 将小写转大写 ***/
     int i;
     int len = hexStr.size();
     for (i = ; i < len; i++) {
         hexStr[i] = toupper(hexStr[i]);
     }

     /*** 保证将字符串长度为4 ***/
     while (hexStr.size() < ) {
         hexStr = "" + hexStr;
     }

     /*** 返回 ***/
     return hexStr;
 }

JAVA代码实现

 package com.yanwu.demo.utils;

 import org.apache.commons.lang3.RandomUtils;
 import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

 import java.io.BufferedReader;
 import java.io.InputStreamReader;
 import java.net.URL;
 import java.net.URLConnection;

 /**
  * @author <a herf="mailto:yanwu0527@163.com">yanwu</a>
  * @date 2019-08-26 14:22.
  * <p>
  * description:
  * 本方法使用CRC-16/MODBUS算法
  */
 @SuppressWarnings("all")
 public class Crc16Util {
     private static final Integer ONE = 1;
     private static final Integer TWO = 2;
     private static final Integer HEX = 16;
     private static final String NUL = "";
     private static final String SPACE = " ";
     private static final String ASCII = "US-ASCII";

     /**
      * 根据报文byte数组，获取CRC-16 16进制字符串<p>
      * 48 4C 01 00 01 00 00 05 00 00 >> 0xE647
      *
      * @param data 报文数组
      * @return CRC值（16进制）
      */
     public static String getCrc16HexStr(String data) {
         return crcToHexStr(getCrc16(data));
     }

     /**
      * 根据报文byte数组，获取CRC-16 int值<p>
      * 48 4C 01 00 01 00 00 05 00 00 >> 58951
      *
      * @param data 报文数组
      * @return CRC值（10进制）
      */
     public static int getCrc16(String data) {
         if (StringUtils.isBlank(data)) {
             // ----- 校验：报文字符串不能为空，否则抛异常
             throw new RuntimeException("The string cannot be empty!");
         }
         return getCrc16(hexStrToByteArr(data));
     }

     /**
      * 根据报文byte数组，获取CRC-16 16进制字符串<p>
      * {0x48, 0x4C, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x05, 0x00, 0x00} >> 0xE647
      *
      * @param data 报文数组
      * @return CRC值（16进制）
      */
     public static String getCrc16HexStr(byte[] data) {
         return crcToHexStr(getCrc16(data));
     }

     /**
      * 根据报文byte数组，获取CRC-16 int值<p>
      * {0x48, 0x4C, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x05, 0x00, 0x00} >> 58951
      *
      * @param data 报文数组
      * @return CRC值（10进制）
      */
     public static int getCrc16(byte[] data) {
         if (data.length == 0) {
             // ----- 校验：报文数组不能为空，否则抛异常
             throw new RuntimeException("The array cannot be empty!");
         }
         // ----- 预置一个CRC寄存器，初始值为0xFFFF
         int crc = 0xFFFF;
         byte byteLen;
         boolean flag;
         for (byte item : data) {
             // ----- 循环，将每数据帧中的每个字节与CRC寄存器中的低字节进行异或运算
             crc ^= ((int) item & 0x00FF);
             byteLen = 8;
             while (byteLen > 0) {
                 // ----- 判断寄存器最后一位是 1\0：[true: 1; false: 0]
                 flag = (crc & ONE) == ONE;
                 // ----- 将寄存器右移1位，最高位自动补0
                 crc >>= 1;
                 if (flag) {
                     // ----- 如果右移出来的位是 1：将寄存器与固定值 0xA001 异或运算
                     // ----- 如果右移出来的位是 0：不做处理，进行下一次右移
                     // ----- 直到处理完整个字节的8位
                     crc ^= 0xA001;
                 }
                 byteLen--;
             }
         }
         // ----- 最终寄存器得值就是CRC的值，返回
         return crc;
     }

     /**
      * 将16进制字符串转换为16进制Byte数组<p>
      * 48 4C 01 00 01 00 00 05 00 00 >> {0x48, 0x4C, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x05, 0x00, 0x00}
      *
      * @param str 报文字符串
      * @return 报文数组
      */
     private static byte[] hexStrToByteArr(String str) {
         str = str.replaceAll(SPACE, NUL);
         int strLen = str.length();
         if ((strLen & ONE) == ONE) {
             // ----- 报文字符串必须是以一个字节为单位（两位为一个字节），所以当去除所有空格后的报文长度为单数时说明报文错误
             throw new RuntimeException("Incorrect message format!");
         }
         byte[] result = new byte[strLen / TWO];
         // ----- 两位一个字节
         for (int i = 0; i < strLen; i += TWO) {
             String temp = str.substring(i, i + TWO);
             result[i / TWO] = (byte) Integer.parseInt(temp, HEX);
         }
         return result;
     }

     /**
      * 将CRC-16值转换成16进制字符串，且保持最小长度为4位<p>
      * 58951 >> E647
      *
      * @param data CRC值（10进制）
      * @return CRC值（16进制）
      */
     private static String crcToHexStr(int data) {
         String crcStr = Integer.toHexString(data).toUpperCase();
         int size = 4 - crcStr.length();
         StringBuilder builder = new StringBuilder();
         // ---- 长度不够 4 位高位自动补0
         while (size > 0) {
             builder.append("0");
             size--;
         }
         return builder.append(crcStr).toString();
     }

     /**
      * 输出16进制与长度, 提供给 C++ CRC校验方法 测试 代码使用
      *
      * @param str 16进制字符串
      */
     private static void printHexStr(String str) {
         String[] split = str.split(SPACE);
         StringBuilder builder = new StringBuilder();
         builder.append("    unsigned char arr[] = {");
         for (int i = 0; i < split.length; i++) {
             builder.append("0x").append(split[i]);
             if (i < split.length - 1) {
                 builder.append(", ");
             }
         }
         builder.append("};");
         System.out.println(builder.toString());
         System.out.println("    int len = " + split.length + ";");
     }

     /**
      * 测试CRC获取
      *
      * @param args
      */
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         String str = "48 4C 01 00 01 00 00 05 00 00";
         // ----- 输出16进制数组给 C++ 测试使用
         Crc16Util.printHexStr(str);
         // ----- 获取CRC-16的值
         System.out.println("crc16 int is: " + Crc16Util.getCrc16(str));
         System.out.println("crc16 hex is: " + Crc16Util.getCrc16HexStr(str));
         // ----- 与 http://www.ip33.com/crc.html 进行结果验证
         check();
     }

     private static void check() {
         char[] chars = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'};
         // ----- 校验的次数
         int size = Integer.MAX_VALUE;
         int len = 0, min = 10, max = 500;
         StringBuilder thisData = new StringBuilder();
         StringBuilder httpData = new StringBuilder();
         while (size > 0) {
             thisData.delete(0, thisData.length());
             httpData.delete(0, httpData.length());
             len = RandomUtils.nextInt(min, max);
             while (len > 0) {
                 char h = chars[RandomUtils.nextInt(0, 16)];
                 char l = chars[RandomUtils.nextInt(0, 16)];
                 httpData.append(h).append(l);
                 thisData.append(h).append(l);
                 if (len != 1) {
                     httpData.append("+");
                     thisData.append(SPACE);
                 }
                 len--;
             }
             String thisCrc = getCrc16HexStr(thisData.toString());
             String httpCrc = getCrcByUrl(httpData.toString());
             System.out.println("this: " + thisCrc + " -> " + thisData.toString());
             System.out.println("http: " + httpCrc + " -> " + httpData.toString());
             if (!thisCrc.equals(httpCrc)) {
                 throw new RuntimeException("ERROR!!!");
             }
             size--;
         }
     }

     public static String getCrcByUrl(String data) {
         BufferedReader in = null;
         String result = "";
         try {
             String path = "http://api.ip33.com/crc/c?width=16&poly=8005&init=FFFF&xor=0000&refin=true&refout=true&data=" + data;
             URL realUrl = new URL(path);
             URLConnection connection = realUrl.openConnection();
             connection.setRequestProperty("accept", "*/*");
             connection.setRequestProperty("connection", "Keep-Alive");
             connection.setRequestProperty("user-agent", "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1;SV1)");
             connection.connect();
             in = new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream(), "UTF-8"));
             String line;
             while ((line = in.readLine()) != null) {
                 result += line;
             }
             System.out.println("responce   -> " + result);
             int index = result.indexOf("\"hex\": \"") + 8;
             return result.substring(index, index + 4);
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         } finally {
             try {
                 if (in != null) {
                     in.close();
                 }
             } catch (Exception e2) {
                 e2.printStackTrace();
             }
         }
         return null;
     }

 }