java-- 位运算

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了java-- 位运算相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一,Java 位运算 

1.表示方法:  

在Java语言中,二进制数使用补码表示,最高位为符号位,正数的符号位为0,负数为1。补码的表示需要满足如下要求。  

(1)正数的最高位为0,其余各位代表数值本身(二进制数)。  

(2)对于负数,通过对该数绝对值的补码按位取反,再对整个数加1。 

2.位运算符  

 

 

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)。 

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。

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。这一运算符是C或C++没有的。 

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。此时只会用到右侧的6个低位,防止移动超过long值里现成的位数。 但在进行“无符号”右移位时,也可能遇到一个问题。若对byte或short值进行右移位运算,得到的可能不是正确的结果(Java 1.0和Java 1.1特别突出)。 它们会自动转换成int类型,并进行右移位。但“零扩展”不会发生,所以在那些情况下会得到-1的结果。 

在进行位运算时,需要注意以下几点。   

(1)>>>和>>的区别是:在执行运算时,>>>运算符的操作数高位补0,而>>运算符的操作数高位移入原来高位的值。   

(2)右移一位相当于除以2,左移一位(在不溢出的情况下)相当于乘以2;移位运算速度高于乘除运算。   

(3)若进行位逻辑运算的两个操作数的数据长度不相同,则返回值应该是数据长度较长的数据类型。   

(4)按位异或可以不使用临时变量完成两个值的交换,也可以使某个整型数的特定位的值翻转。   

(5)按位与运算可以用来屏蔽特定的位,也可以用来取某个数型数中某些特定的位。   

(6)按位或运算可以用来对某个整型数的特定位的值置l。

3.位运算符的优先级  

~的优先级最高,其次是<<、>>和>>>,再次是&,然后是^,优先级最低的是|。 

 

二, 按位异或运算符^ 

 参与运算的两个值,如果两个相应位相同,则结果为0,否则为1。即:0^0=0, 1^0=1, 0^1=1, 1^1=0 

例如:10100001^00010001=10110000

   0^0=0,0^1=1 0异或任何数=任何数 

   1^0=1,1^1=0 1异或任何数-任何数取反 

   任何数异或自己=把自己置0

(1)按位异或可以用来使某些特定的位翻转,如对数10100001的第2位和第3位翻转,可以将数与00000110进行按位异或运算。                     10100001^00000110=10100111 //1010 0001 ^ 0x06 = 1010 0001 ^ 6 

(2)通过按位异或运算,可以实现两个值的交换,而不必使用临时变量。

例如交换两个整数a,b的值,可通过下列语句实现:

 a=10100001,b=00000110 

 a=a^b;   //a=10100111 

 b=b^a;   //b=10100001

 a=a^b;   //a=00000110

(3)异或运算符的特点是:数a两次异或同一个数b(a=a^b^b)仍然为原值a.

 

 三,Java 中除了二进制的表示方法: 

由于数据在计算机中的表示,最终以二进制的形式存在,所以有时候使用二进制,可以更直观地解决问题。 

 但,二进制数太长了。比如int 类型占用4个字节,32位。比如100,用int类型的二进制数表达将是: 

 0000 0000 0000 0000 0110 0100

 面对这么长的数进行思考或操作,没有人会喜欢。因此,C,C++,以及java中 没有提供在代码直接写二进制数的方法。 

 八进制数的表达方法 

 如何表达一个八进制数呢?如果这个数是 876,我们可以断定它不是八进制数,因为八进制数中不可能出7以上的阿拉伯数字。但如果这个数是123、是567,或12345670,那么它是八进制数还是10进制数,都有可能。

 所以规定,一个数如果要指明它采用八进制,必须在它前面加上一个0,如:123是十进制,但0123则表示采用八进制。这就是八进制数的表达方法。 现在,对于同样一个数,比如是100,我们在代码中可以用平常的10进制表达,例如在变量初始化时: 

 int a = 100; 

 我们也可以这样写:

 int a = 0144; //0144是八进制的100;一个10进制数如何转成8进制。 

 千万记住,用八进制表达时,你不能少了最前的那个0。否则计算机会通通当成10进制。不过,有一个地方使用八进制数时,却不能使用加0,那就是我们前面学的用于表达字符的“转义符”表达法。

 十六进制数的表达方法 

 如果不使用特殊的书写形式,16进制数也会和10进制相混。随便一个数:9876,就看不出它是16进制或10进制。 

 16进制数必须以 0x开头。比如 0x1表示一个16进制数。而1则表示一个十进制。另外如:0xff,0xFF,0X102A,等等。其中的x也也不区分大小写。(注意:0x中的0是数字0,而不是字母O) 

 以下是一些用法示例:

 int a = 0x100F; 

 int b = 0x70 + a; 

 最后一点很重要,10进制数有正负之分,比如12表示正12,而-12表示负 12,;但8进制和16进制只能用来表达无符号的正整数,如果你在代码中里:-078,或者写:-0xF2,编译器并不把它当成一个负数。

 
 

以上是关于java-- 位运算的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Java千问:Java位运算经典应用

Java基础-位运算

JAVA-初步认识-第三章-位运算符

Java中的位运算符

Java位运算:位异或运算位与运算位或运算位取反运算左位移运算右位移运算无符号右移运算不用额外变量交换两个整数的值(使用位异或运算)

Java位运算基础知识