Java基础10----运算符3（位运算）

Posted 2021-12-13 iostreamzl

文章目录

• • 引言
  • 二进制十进制之间的转换
  • 位运算
  • • 与(&)运算
    • 或（|）运算
    • 异或(^)运算
    • 位移操作
    • 求反运算
  • 总结

引言

这里将要将的是位运算，位运算是能直接进行二进制数据处理的运算方式。主要有 与（&）、或（|）、异或（^）、求反（~）、和位移（<<, >>）操作。要想理解位运算，需要理解十进制与二进制之间的转换操作

二进制十进制之间的转换

十进制转二进制：除2取余，商0为止，反向写余数就是十进制的二进制表示。
示例：11转换为二进制
11 / 2 = 5 … 1
5 / 2 = 2 … 1
2 / 2 = 1 … 0
1 / 2 = 0 … 1
将余数方向，则11的二进制表示为：1011，而在Java中int是32位的，所以11在Java中表示为：00000000 00000000 00000000 00001011.
二进制转10进制：2的等比求和
示例：二进制1100110转换为10进制：

1		1		0		0		1		1		0
1* 26	+	1*25	+	0*24	+	0*2 3	+	1*22	+	1*21	+	0*20

所以1100110转化为10进制就是102

位运算

与(&)运算

对应位置都是1结果才为1，否则为0
示例：3和6的位与运算

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 与运算
        int a = 3, b = 6;
        System.out.println(a & b);
    }
}

3的二进制	0 1 1
6的二进制	1 1 0
按位与运算	0 1 0

所以最终的结果为2.

或（|）运算

只要同一位置有一个为1，则结果为1，只有全部为0才为0

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 或运算
        int a = 3, b = 6;
        System.out.println(a | b);
    }
}

3的二进制	0 1 1
6的二进制	1 1 0
按位或运算	1 1 1

所以最终的结果为7.

异或(^)运算

只有对应位置不相同才为1，否则为0。也就是说只有1-0为1，其他的都为0

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 异或运算
        int a = 3, b = 6;
        System.out.println(a ^ b);
    }
}

3的二进制	0 1 1
6的二进制	1 1 0
按位异或运算	1 0 1

所以最终的结果为5

位移操作

左移(<<)几位相当于乘以2的几次方，右移(>>)几位相当于除以2的几次方
左移操作：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 左移运算
        int a = 2;
        System.out.println(a << 3); // 2 * 2^3 = 16
    }
}

2的二进制	0 0 0 0 1 0
左移三位	0 1 0 0 0 0

所以最终的结果为16
右移操作

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 右移运算
        int a = 2, b = 40;
        System.out.println(a >> 3); // 0
        System.out.println(b >> 3); // 5
    }
}

右移操作会将移出的数字丢弃

40的二进制	0 1 0 1 0 0 0
右移三位	0 0 0 0 1 0 1

所以最终的结果为5

求反运算

很直白的来说就是将0，1互换

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 求反运算
        int a = 3;
        System.out.println(~a); // -4
    }
}

右移操作会将移出的数字丢弃

3的二进制	[0 ]0 1 1
求反	[1 ]1 0 0

所以最终的结果为-4
在计算机中最高位是符号位，0表示正数，1表示负数，求反会连同符号位一起求反。所以最终结果为-4

总结

位运算需要了解二进制才能有较好的理解。位运算能加块程序的执行速度，但是现在计算机的性能都比较好，位运算没有那么的使用广泛了。