Java 位运算(移位、位与、或、异或、非) 以及负数的二进制相互计算

Java 位运算(移位、位与、或、异或、非) 以及负数的二进制相互计算Java 位运算(移位、位与、或、异或、非) 以及负数的二进制相互计算

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

转自:http://blog.csdn.net/xiaochunyong/article/details/7748713 点击打开链接

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。

1、左移( << )

Test1、将5左移2位:

[java] 
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  1. package com.xcy;  
  2.   
  3. public class Test {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         System.out.println(5<<2);//运行结果是20  
  6.     }  
  7. }  

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

2、右移( >> ) ,右移同理,只是方向不一样罢了(感觉和没说一样)

[java] 
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  1. 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


3、无符号右移( >>> )

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:

[java] 
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  1. package com.xcy;  
  2.   
  3. public class Test {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         System.out.println(5>>3);//结果是0  
  6.         System.out.println(-5>>3);//结果是-1  
  7.         System.out.println(-5>>>3);//结果是536870911  
  8.     }  
  9. }  




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)



4、位与( & )

[java] 
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  1. package com.xcy;  
  2.   
  3. public class Test {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         System.out.println(5 & 3);//结果为1  
  6.     }  
  7. }  

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



5、位或( | )

[java] 
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  1. package com.xcy;  
  2.   
  3. public class Test {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         System.out.println(5 | 3);//结果为7  
  6.     }  
  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


6、位异或( ^ )

[java] 
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  1. package com.xcy;  
  2.   
  3. public class Test {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         System.out.println(5 ^ 3);//结果为6  
  6.     }  
  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

————————————————————————————-



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



7、位非( ~ )           位非是一元操作符

[java] 
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  1. package com.xcy;  
  2.   
  3. public class Test {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         System.out.println(~5);//结果为-6  
  6.     }  
  7. }  


 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

这里-6是怎么转换成二进制的呢?这里跟相反数的应用是一样的,

先计算6的二进制是:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110

去反得:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001

然后+1=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。


(这里介绍下 负二进制转十进制怎么算的,根据十进制负数转二进制的过程,我们反其道行之,以-6的二进制为例, 把上面-6的二进制减1 得到 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001  然后反码,得到 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 ,就是6,因为原码的最高位为1,所以知道这个数是负数,最终得到-6


由位运算操作符衍生而来的有:

&= 按位与赋值

|=  按位赋值

^= 按位赋值

>>= 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:

[java] 
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  1. package com.xcy;  
  2.   
  3. public class Test {  
  4.     public static void main(String[] args) {  
  5.         int a = 5  
  6.         a &= 3;  
  7.         System.out.println(a);//结果是1  
  8.     }  
  9. }  

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