Java 位运算(移位、位与、或、异或、非）
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。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 1、左移( << )
// 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 然后左移2位后，低位补0：//
// 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 换算成10进制为20
System.out.println(5 << 2);// 运行结果是20
// 2、右移( >> ) 高位补符号位
// 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 然后右移2位，高位补0：
// 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
System.out.println(5 >> 2);// 运行结果是1
// 3、无符号右移( >>> ) 高位补0
// 例如 -5换算成二进制后为：0101 取反加1为1011
// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
// 我们分别对5进行右移3位、 -5进行右移3位和无符号右移3位：
System.out.println(5 >> 3);// 结果是0
System.out.println(-5 >> 3);// 结果是-1
System.out.println(-5 >>> 3);// 结果是536870911
// 4、位与( & )
// 位与：第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位如果都是1，那么结果的第n为也为1，否则为0
System.out.println(5 & 3);// 结果为1
System.out.println(4 & 1);// 结果为0
// 5、位或( | )
// 第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位 只要有一个是1，那么结果的第n为也为1，否则为0
System.out.println(5 | 3);// 结果为7
// 6、位异或( ^ )
// 第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位 相反，那么结果的第n为也为1，否则为0
System.out.println(5 ^ 3);//结果为6
// 7、位非( ~ )
// 操作数的第n位为1，那么结果的第n位为0，反之。
System.out.println(~5);// 结果为-6
}
}
