Java 位运算(移位、位与、或、异或、非)

JAVA herman 1148浏览 0评论
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Java提供的位运算符有:左移( << )、右移( >> ) 、无符号右移( >>> ) 、位与( & ) 、位或( | )、位非( ~ )、位异或( ^ ),除了位非( ~ )是一元操作符外,其它的都是二元操作符。

左移运算( << )

Test1、将5左移2位:

package com.xcy;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println(5<<2);//运行结果是20
   }
}

运行结果是20,但是程序是怎样执行的呢?
首先会将5转为2进制表示形式(java中,整数默认就是int类型,也就是32位):
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101           然后左移2位后,低位补0:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100           换算成10进制为20

右移运算( >> )

System.out.println(5>>2);//运行结果是1

还是先将5转为2进制表示形式:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 然后右移2位,高位补0:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

无符号右移运算( >>> )

我们知道在Java中int类型占32位,可以表示一个正数,也可以表示一个负数。正数换算成二进制后的最高位为0,负数的二进制最高为为1
例如  -5换算成二进制后为:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011   (刚开始接触二进制时,不知道最高位是用来表示正负之分的,当时就总想不通。。明明算起来得到的就是一个正数-_-)
我们分别对5进行右移3位、 -5进行右移3位和无符号右移3位:

package com.xcy;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println(5>>3);//结果是0
       System.out.println(-5>>3);//结果是-1
       System.out.println(-5>>>3);//结果是536870911
   }
}

我们来看看它的移位过程(可以通过其结果换算成二进制进行对比):
5换算成二进制: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
5右移3位后结果为0,0的二进制为: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000        // (用0进行补位)
-5换算成二进制: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
-5右移3位后结果为-1,-1的二进制为:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111   // (用1进行补位)
-5无符号右移3位后的结果 536870911 换算成二进制:
0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111   // (用0进行补位)
通过其结果转换成二进制后,我们可以发现,正数右移,高位用0补,负数右移,高位用1补,当负数使用无符号右移时,用0进行部位(自然而然的,就由负数变成了正数了)
注意:笔者在这里说的是右移,高位补位的情况。正数或者负数左移,低位都是用0补。(自行测试)

位与( & )运算

package com.xcy;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println(5 & 3);//结果为1
   }
}

还是老套路,将2个操作数和结果都转换为二进制进行比较:
5转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
3转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
————————————————————————————-
1转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
位与:第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位如果都是1,那么结果的第n为也为1,否则为0

位或( | )运算

package com.xcy;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println(5 | 3);//结果为7
   }
}

5转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
3转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
————————————————————————————-
7转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
位或操作:第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位 只要有一个是1,那么结果的第n为也为1,否则为0

位异或( ^ )运算

package com.xcy;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println(5 ^ 3);//结果为6
   }
}

5转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
3转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
————————————————————————————-
6转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110
位异或:第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位 相反,那么结果的第n为也为1,否则为0

位非( ~ ) 运算

位非是一元操作符

package com.xcy;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       System.out.println(~5);//结果为-6
   }
}

5转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
————————————————————————————-
-6转换为二进制:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010
位非:操作数的第n位为1,那么结果的第n位为0,反之。
由位运算操作符衍生而来的有:
&= 按位与赋值
|=  按位或赋值
^= 按位非赋值
>>= 右移赋值
>>>= 无符号右移赋值
<<= 赋值左移

和 += 一个概念而已。
举个例子:

package com.xttblog;
public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       int a = 5
       a &= 3;
       System.out.println(a);//结果是1
   }
}

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