Java位运算基础知识

Posted 2022-06-07 youngchaolin

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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位运算基础知识相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在学习Java运算时，补充学习Java位运算。

Java位运算

位运算都是针对整数的补码进行位运算。

& 按位与运算

先将整数转换为补码，然后执行按位与运算，最后将结果返回为十进制，它有如下几个规律：

（1）正数&其他数=正数考虑最高位为0，按位与都为0

（2）偶数&其他数=偶数考虑最低位为0，按位与都为0

（3）0&其他数=0 按位与后位数全是0

（4）1&奇数=1，1&偶数=0 通过它可以快速判断一个数是奇数还是偶数

| 按位或运算

先将整数转换为补码，然后执行按位或运算，最后将结果返回为十进制，它有如下几个规律：

（1）负数|其他数=负数考虑最高位为1，按位或都为1

（2）奇数|其他数=奇数考虑最低位为1，按位或都为1

（3）0|其他数=原数按位或后位数不变

^ 按位异或运算

先将整数转换为补码，然后执行按异位或运算，最后将结果返回为十进制，它有如下几个规律：

（1）偶数^偶数=偶数考虑最低位为0，按位异或为0

（2）偶数^奇数=奇数考虑最低位为1和0，按位异或为1

（3）奇数^奇数=偶数考虑最低位为1，按位异或为0

（4）a^b^b或者b^a^b=a b^b=0，然后其他数异或一个0，就是原数

示例代码

 1 public class OperatorAndOrXor
 2     public static void main(String[] args)
 3         //测试按位与运算
 4         int a=9;
 5         int b=11;
 6         System.out.println(a&b);//9
 7 
 8         //测试按位或运算
 9         System.out.println(a|b);//11
10 
11         //测试按位异或运算
12         System.out.println(a^b);//2
13         System.out.println(a^b^b);//9
14     
15

测试结果

技术图片

<< 左移

数据左移，先将其转换为补码，然后向左移动相应位次，移出的部分舍弃，低位空出补0，最后转换为十进制，左移动几位相当于乘以2的几次方，如byte类型1左移3位，就是从0000 0001→0000 1000，变成了8。

>> 右移

数据右移，先将其转换为补码，然后向右移动相应位次，移出的部分舍弃，高位空出有两种情况，如果是正数高位补0，负数则高位补1，最后转换为十进制，一定范围内，右移动几位相当于除以2的几次方，如byte类型8右移3位，就是从0000 1000→0000 0001，变成了1。

此外正数右移动，越移动0越多，如byte类型最后补码变成0000 0000，转换成原码也是0000 0000，最小变成0。

负数右移动，越移动1越多，如byte类型，最后补码变成1111 1111，转换成反码为1111 1110，再转换为原码变成1000 0001，最后结果变成-1。

>>> 无符号右移动

无符号右移，先将其转换为补码，然后向右移动相应位次，移出的部分舍弃，高位空出不论正负数一律补0，最后转换为十进制。可以看出正数的无符号右移动和右移没有区别，负数就有区别了，负数的无符号右移>>>运算会变成正数，且负数越大，补码中1越多，无符号右移后正数越大。

~ 按位取反

将数据转换为补码后，一律1变0，0变1，最后将结果转换为十进制，按位取反有互补对称公式-n=~n+1。

代码部分

 1 public class MoveMethod
 2     public static void main(String[] args)
 3         //测试左移、右移、无符号右移、取反运算
 4         //左移
 5         int i=1;
 6         System.out.println(i<<3);//8
 7 
 8         //右移
 9         int j=8;
10         System.out.println(j>>3);//1
11 
12         //左移右移很大位数
13         System.out.println(i<<35);//8
14         System.out.println(j>>35);//1
15 
16         //无符号右移
17         System.out.println(j>>>3);//1
18         int k=-1;
19         System.out.println(k>>>1);//负数变成正数
20 
21         //取反 -n=~n+1
22         System.out.println(~j);//-9
23         System.out.println(~k);//0
24     
25

测试结果

技术图片

需要注意的是，移位运算不是直接移动相应的位数，而是先将位数对32取余，对余数对应的数进行相应位次的移动。如1<<35=1<<(35%32)=1<<3=8。

按位异或用于交换整数

按位异或的特点可以用在整数交换上面，除了按位异或交换，还有其他两种交换方式。

 1 public class ChangeMethod
 2     public static void main(String[] args)
 3         //交换值的三种方式
 4         //option1 按位异或交换，用于整数
 5         int a=5;
 6         int b=7;
 7         a=a^b;
 8         b=a^b;//b=a^b^b=a
 9         a=a^b;//a=a^b^a=b^a^a=b
10         System.out.println(a);
11         System.out.println(b);
12 
13         //option2 加减法交换，用于所有数值，除了整数还可以用其他数
14         int x=5;
15         int y=7;
16         x=x+y;
17         y=x-y;//y=x+y-y=x
18         x=x-y;//x=x+y-x=y
19         System.out.println(x);
20         System.out.println(y);
21 
22         //option3 中间值交换，也叫做追尾法交换，适用所有类型
23         int i=5;
24         int j=7;
25         int temp=i;
26         i=j;
27         j=temp;
28         System.out.println(i);
29         System.out.println(j);
30 
31     
32