位运算符
Java定义了位运算符,应用于整数类型(int),长整型(long),短整型(short),字符型(char),和字节型(byte)等类型。
位运算符作用在所有的位上,并且按位运算。假设a = 60,b = 13;它们的二进制格式表示将如下:
A = 0011 1100 B = 0000 1101 ----------------- A&B = 0000 1100 A | B = 0011 1101 A ^ B = 0011 0001 ~A= 1100 0011
下表列出了位运算符的基本运算,假设整数变量 A 的值为 60 和变量 B 的值为 13:
操作符 | 描述 | 例子 |
---|---|---|
& | 如果相对应位都是1,则结果为1,否则为0 | (A&B),得到12,即0000 1100 |
| | 如果相对应位都是 0,则结果为 0,否则为 1 | (A | B)得到61,即 0011 1101 |
^ | 如果相对应位值相同,则结果为0,否则为1 | (A ^ B)得到49,即 0011 0001 |
〜 | 按位取反运算符翻转操作数的每一位,即0变成1,1变成0。 | (〜A)得到-61,即1100 0011 |
<< | 按位左移运算符。左操作数按位左移右操作数指定的位数。 | A << 2得到240,即 1111 0000 |
>> | 按位右移运算符。左操作数按位右移右操作数指定的位数。 | A >> 2得到15即 1111 |
>>> | 按位右移补零操作符。左操作数的值按右操作数指定的位数右移,移动得到的空位以零填充。 | A>>>2得到15即0000 1111 |
kotlin的操作对照
shl(bits) 左移位 (Java’s <<)
shr(bits) 右移位 (Java’s >>)
ushr(bits) 无符号右移位 (Java’s >>>)
and(bits) 与 &
or(bits) 或 ||
xor(bits) 异或 ^
inv() 反向 ~
实例
下面的简单示例程序演示了位运算符。复制并粘贴下面的Java程序并保存为Test.java文件,然后编译并运行这个程序:
Test.java 文件代码:
public class Test { public static void main(String[] args) { int a = 60; /* 60 = 0011 1100 */ int b = 13; /* 13 = 0000 1101 */ int c = 0; c = a & b; /* 12 = 0000 1100 */ System.out.println("a & b = " + c ); c = a | b; /* 61 = 0011 1101 */ System.out.println("a | b = " + c ); c = a ^ b; /* 49 = 0011 0001 */ System.out.println("a ^ b = " + c ); c = ~a; /*-61 = 1100 0011 */ System.out.println("~a = " + c ); c = a << 2; /* 240 = 1111 0000 */ System.out.println("a << 2 = " + c ); c = a >> 2; /* 15 = 1111 */ System.out.println("a >> 2 = " + c ); c = a >>> 2; /* 15 = 0000 1111 */ System.out.println("a >>> 2 = " + c ); } }
以上实例编译运行结果如下:
a & b = 12 a | b = 61 a ^ b = 49 ~a = -61 a << 2 = 240 a >> 2 = 15 a >>> 2 = 15
整数格式化成二进制
public static void main(String[] args) { int a = 0xff; String b = Integer.toBinaryString(a); System.out.println(a); System.out.println(b); }
结果:
255 11111111
十六进制所占字节
1个十六进制占4位(bit),1个字节(B)占8位(bit),所以一个十六进制占0.5个字节,即一个字节可以表示两个十六进制(2个十六进制 = 1个字节);
Java中各进制表示
int a = 0b12; //0b开头为二进制数
int b = 012; //0开头为八进制数
int c = 11; //默认为十进制数
int d = 0x11; //0x开头为十六进制数
注:0是阿拉伯数字不是字母
例子:
位运算记录多选状态
public static void main(String[] args) { final int TYPE_ONE = 1 << 0; final int TYPE_TWO = 1 << 1; final int TYPE_THREE = 1 << 2; int state = 0; state = state | TYPE_ONE;//添加 state = state | TYPE_TWO; state = state | TYPE_THREE; state = state ^ TYPE_THREE;//去除 String binaryString = Integer.toBinaryString(state); System.out.println("Current state=" + state); System.out.println("Binary string=" + binaryString); System.out.println((state & TYPE_ONE) == TYPE_ONE); System.out.println((state & TYPE_TWO) == TYPE_TWO); }
byte转16进制字符串
public static final String bytesToHexString(byte[] bArray) { StringBuffer sb = new StringBuffer(bArray.length); String sTemp; for (int i = 0; i < bArray.length; i++) { sTemp = Integer.toHexString(0xFF & bArray[i]); // 1111 1111 & bArray[i] if (sTemp.length() < 2) sb.append(0); sb.append(sTemp.toUpperCase()); } return sb.toString(); }
将两个字节拼接还原成有符号的整型数据
public static int pinJie2ByteToInt(byte byte1, byte byte2) { int result = byte1; result = (result << 8) | (0x00FF & byte2); return result; }
整型数据拆分为长度为2的字节数组,低8位存放在序号小的元素,高8位存放在序号大的元素中(小端存储)
public static byte[] chaiFenDataIntTo2Byte(int data) { byte[] byteArray = new byte[2]; byteArray[0] = (byte) data; byteArray[1] = (byte) (data >> 8); return byteArray; }
负数的补码
负数的补码是为了解决二进制加法运算而指定的规则。 即在负数原码上反取后加1。
例如下面将-3补码操作 :
第一步
-3的 原码是 1000 0011 (高位是1表示负数)
第二步
然后通过~反取得到 1111 1100 (高位的1不变,其他反取, 可以将-3变成整数3然后反取)
第三步
在加1 得到 1111 1101 , 这个就是-3的补码
提炼下上述操作:
-3的补码计算过程(8位)
-
原码:
10000011
(最高位为符号位)。 -
反码:
11111100
(符号位不变,其他位取反)。 -
补码:
11111101
(反码 + 1),即十进制的253。
代码上有两种补码操作
第一种
就是上面的正常思路:
int a = -3;
int b = Math.abs(a);
int c = ~b;
int d = c + 1;
第二种
是直接在负数加256 补码
int a = -3;
int b = a + 256;
解释下原理:
Java中整数运算本质是模运算,当数值范围溢出时自动“回环”。加256得到补码运用的是就是这个溢出。
-3 + 256 = 253, 而这个253的原码其实正好就是 -3的补码,即 1111 1101
end
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