Java 中位运算，原码，反码，补码的详解

Posted 2021-12-29 路宇

首先是关于原码，反码，补码的规则的掌握

1. 二进制的最高位是符号位：0表示正数，1表示负数（口诀：0->0 1-> -）
2. 正数的原码，反码，补码都一样（三码合一）
3. 负数的反码=它的原码符号位不变，其他位取反（0->1 , 1->0）
4. 负数的补码=它的反码+1，负数的反码=负数的补码-1
5. 0的反码，补码都是0
6. java没有无符号数，换言之，java中的数都是有符号的。
7. 在计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的。
8. 当我们看运算结果的时候，要看他的原码

下面我们就来看java中的位运算符

java中有七个位运算符(&、|、^、~、>>、<<和>>>)

首先先看前四个它们的运算规则：

1. 按位与&：两位全为1，结果为1，否则为0
2. 按位或|：两位有一个为1，结果为1，否则为0
3. 按位异或^：两位有一个为1，有一个为0，结果为1，否则为0
4. 按位取反~：0->1，1->0

下面我们通过一个具体的例子，来理解位运算：

public class BitOperator 
    public static void main(String[] args) 

        //推导过程
        //1. 2的原码=>00000000 00000000 00000000 00000010 因为符号位最高位为0，表示是正数(三码合一 所以2的补码跟原码一样)
        //   2的补码：00000000 00000000 00000000 00000010
        //2. 3的原码=>00000000 00000000 00000000 00000011
        //   3的补码=>00000000 00000000 00000000 00000011

        //3. 进行位运算，按位与&(运算规则：两位全为1，结果为1，否则为0)
        // 2的补码：00000000 00000000 00000000 00000010
        // 3的补码：00000000 00000000 00000000 00000011
        // 按位与&后的补码为：00000000 00000000 00000000 00000010
        //因为运算后的补码的符号位为正数(三码合一)，所以原码也是：00000000 00000000 00000000 00000010 (二进制转十进制结果为2,所以输出结果为2)
        System.out.println(2&3);  //输出结果为2
    

最后看另外三个位运算符的运算规则：

1. 算术右移>>：低位溢出，符号位不变，若符号为正，则在高位插入0；若符号为负，则在高位插入1
2. 算术左移<<：符号位不变，低位补0
3. 逻辑右移也叫无符号右移> > > :低位溢出，高位补0
4. 特别说明：没有符号<<<

下面我们通过具体的例子，来理解一下：

 //00000000 00000000 00000000 00000001=>00000000 00000000 00000000 00000000 本质1/2/2=0
        int a = 1>>2;
        System.out.println(a); //0

        //00000000 00000000 00000000 00000001=>00000000 00000000 00000000 00000100 本质1*2*2=4
        int b = 1<<2;
        System.out.println(b); //4

        int c = 4>>3; //同理 4/2/2/2=0
        System.out.println(c); //0

        //15的二进制为： 00000000 00000000 00000000 00001111 =>向右移两位为：00000000 00000000 00000000 00000011
        int d = 15>>2; //同理 15/2/2=3
        System.out.println(d); //3

        int e = 4<<3; //同理：4*2*2*2=32
        System.out.println(e); //32