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java按位运算符(&、|、~、^) 移位操作符(>> << >>> )

最近在看源码时,发现一些java基础有些记不清了。今天来回忆,整理一下。

        按位运算符是来操作整数基本数据类型中的单个“比特”(bir),即二进制位,位运算符会对两个参数中对应的位执行布尔代数运算,并最终生成一个结果。

        位运算符来源于C语言面向底层的操作,在这种操作中经常需要直接操作硬件,设置硬件寄存器内的二进制位。Java的设计初衷是为了嵌入电视机机顶盒,所以种面向底层的操作仍被保留了下来。

1、“与”、“位与”(&)

        按位“与”操作符,如果两个数的二进制,相同位数都是1,则该位结果是1,否则是0.

  例1 5&4

        5的二进制是  0000 0000 0000 0101

        4的二进制是  0000 0000 0000 0100

        则结果是        0000 0000 0000 0100  转为十进制是4。

2、“或”、“位或”(|)

        按位“或”操作符,如果两个数的二进制,相同位数有一个是1,则该位结果是1,否则是0

  例2  5 | 4

        5的二进制是  0000 0000 0000 0101

      4的二进制是  0000 0000 0000 0100

        则结果是        0000 0000 0000 0101  转为十进制是5。

3、“异或、“位异或”(^)

        按位“异或”操作符,如果两个数的二进制,相同位数只有一个是1,则该位结果是1,否则是0

  例3  5 ^ 4

        5的二进制是  0000 0000 0000 0101

        4的二进制是  0000 0000 0000 0100

        则结果是        0000 0000 0000 0001 转为十进制是1 

4、“非”、“位非”(~)也称为取反操作符

        按位“非”操作符,属于一元操作符,只对一个操作数进行操作,(其他按位操作符是二元操作符)。按位“非”生成与输入位相反的值,——若输入0,则输出1,若输入1,则输出0。

  例4  ~5

        5的二进制是  0000 0000 0000 0101

        则~5是           1111 1111 1111 1010  转为十进制是 -6。

        这里出现负数,强行插入一波^_^。

        电脑的的世界中只有0和1,那么负数怎么表示呢?

        二进制的正负是从高位看,最高位如果1则是负数,如果是0则是正数。

        如果负数单纯是把最高位变为1的话,在运算中会出现不是我们想要的值,所以引入了:原码,反码,补码。正数的原码,反码,补码都一样,负数的反码是对除了符号位(最高位)对原码取反,补码是对反码+1

        负数的二进制转化,计算机计算是用的补码

1、首先取出这个数的原码的二进制,

2、然后再求出反码

3、最后求出补码

  例5  -5

        -5的原码是                1000 0000 0000 0101

        求出反码的是            1111 1111 1111 1010

        求出补码是                1111 1111 1111 1011

Java移位操作符

        移位操作符操作的运算对象也是二进制的“位”。移位操作符只可用来处理整数类型,左移位操作符(<<)能按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向左移动(在低位补0),“有符号”右移位操作符(>>)则按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向右移。“有符号”右移位操作符使用“符号扩展”;若符号位正,则在高位插入0;若符号位负。则在高位插入1。java中增加了一种“无符号”右移位操作符(>>>),他使用“零扩展”;无论正负,都在高位插入0。这一操作符是C或C++中所没有的。
  例6  5<<2 等于20        5的二进制是   0000 0000 0000 0101        左移两位         0000 0000 0001 0100  例7  5>>2 等于 1        5的二进制是   0000 0000 0000 0101        右移两位         0000 0000 0000 0001  例8  -5>>2 等于 -2        -5的二进制是   1111 1111 1111 1011        右移两位          1111 1111 1111 1110 转十进制,例5反着来,先-1,然后取反

   

 >>>就不举例了。和例7大同小异。
        如果对char、byte或者short类型的数值进行移位处理,那么在移位进行之前,它们会被转为int类型,并且得到结果也是一个int类型的值,只有数值右端的底5位才有用,这样可防止我们移位超过int类型所具有的位数,(因为2的5次方位为32,而int类型只有32位)。若对一个long类型的数值进行处理,最后得到结果也是long类型,此时只会用到数值右端的底6位,以防止移位超过long类型数值具有的位数。
        “移位”可与“等号”(<<=或>>=或>>>=)组合使用。此时,操作符左边的值会移动由右边的值指定的位数,再将得到的结果赋值给左边的变量。但在进行“无符号”右移位结合赋值操作时,可能会遇到一个问题,如果对byte或short值进行这样的移位运算,得到的可能不是正确的结果。他们会先被转换成int类型,再进行右移操作,然后被截断,赋值给原来的类型,在这种情况下可能得到-1的结果。

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