java中的位操作

Posted 2020-10-08 冬日降临

之前做项目的时候使用位操作不是很多，今天在刷leetcode上题目的时候用到了位操作，是leetcode中的第29题Divide Two Integers。

一、java的位操作：

位运算表达式由操作数和位运算符组成，实现对整数类型的二进制数进行位运算。位运算符可以分为逻辑运算符(包括~、＆、|和^)及移位运算符(包括>>、<<和>>>)。

1)左移位运算符（<<）能将运算符左边的运算对象向左移动运算符右侧指定的位数（在低位补0）。左移一位(在不溢出的情况下)相当于乘以2。 

2)“有符号”右移位运算符（>>）则将运算符左边的运算对象向右移动运算符右侧指定的位数。 “有符号”右移位运算符使用了“符号扩展”：若值为正，则在高位插入0；若值为负，则在高位插入1。右移一位相当于除以2。

3)Java也添加了一种“无符号”右移位运算符（>>>），它使用了“零扩展”：无论正负，都在高位插入0。

4)若对char，byte或者short进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换成一个int。 只有右侧的5个低位才会用到。这样可防止我们在一个int数里移动不切实际的位数。 若对一个long值进行处理，最后得到的结果也是long。在leetcode这道题目里面需要用到的类型是long。

5)在这6种操作符，只有~取反是单目操作符，其它5种都是双目操作符。

二、java位操作的实际操作：

我们从其他博客里面看到的位操作的举例往往都是给一个数字，然后通过syso进行输出操作。

程序：
public class PlusRightMoving{
    public static void main(String[] args){
           System.out.println("5>>1="+(5>>1));
    }
}
输出结果：
5>>1=2

但是需要注意的是，如果进行赋值操作和C/C++中是不一样的。

在C/C++中进行左移和右移操作：

div << 1;
res << 1;

但是在java中进行位移操作需要配合赋值操作：

long div = 1;
long res = 1;
while(div < dived){
    div = div << 1;
    res = res << 1;
}
    if(div != dived){
    div = div >> 1;
    res = res >> 1;
}

如果只是像C/C++中进行操作一样，会不能编译通过。

三、位操作的一些应用题：

1)判断奇偶

只要根据最未位是0还是1来决定，为0就是偶数，为1就是奇数。因此可以用if ((a & 1) == 0)代替if (a % 2 == 0)来判断a是不是偶数。下面程序将输出0到100之间的所有偶数。

2)交换两数

int c = 1, d = 2; 
c ^= d; 
d ^= c; 
c ^= d; 
System.out.println(“c=” + c); 
System.out.println(“d=” + d);

3)变换符号

 

如对于-11和11，可以通过下面的变换方法将-11变成11

 

1111 0101(二进制) –取反-> 0000 1010(二进制) –加1-> 0000 1011(二进制)

 

同样可以这样的将11变成-11

 

0000 1011(二进制) –取反-> 0000 0100(二进制) –加1-> 1111 0101(二进制)

其他的应用可以参考博客文章：

http://blog.csdn.net/wfzczangpeng/article/details/51819471

其中有很多对java位操作的应用介绍。