Java 位运算符

位运算符

Java 位运算提供了 与、或、异或、非、移位 这几个功能，除了 非是一元操作，其他都是二元操作

具体运算符看下表

运算符	名称	功能简述
&	与	按位与
|	或	按位或
^	异或	按位异或
~	非	取反
>>	算术右移动	低位溢出，符号位不变
<<	算术左移动	符号位不变，低位补 0
>>>	逻辑右移/无符号右移	低位溢出，高位补 0

以上运算符分为两组学习，先学习&、|、^、~，再学习 位移。

第一组

与、或、异或、非 的概念在前面学习 关系运算符 的时候已经学过了，这里的概念一样。

如：与 只有当两位数同时为 1 才返回 1，否则返回 0 （这里概念套用不再说了）

代码例子：

// 先上最简单的取反，取反弄明白了后面的就更简单了
int number = ~13;

位运算的过程前面原码、反码、补码 那一章已经说过了，不再赘述。

直接上运算过程图：

从上图就是完整的运算过程

1. 位运算，会先把所有的数值转换成对应的原码
2. 再把原码转成反码
3. 在将反码转成补码才能执行运算（所有运算过程都使用补码方式运算）[因为正数 原码、反码、补码一样，所以正数能直接以补码方式进行运算，无需转换]
4. 执行完运算得到的结果并不是真正的结果，它还是补码，需要将补码转成反码
5. 再将反码转成对应的原码

再来几个例子，就不上图了直接上代码。

例子 1：

int num = 9 & 23;
/*
运算推导过程
1. 得到 9 的原码				00000000 00000000 00000000 00001001
2. 得到 23的原码				00000000 00000000 00000000 00010111
3. 都是 ... 正数                         00000000 00000000 00000000 00000001
可以直接进行&运算(为了对齐容易看我换行了)

4. 运算结果是正数，无需转换（正数的原码就是正树本身） 所以结果是 1
*/

// num 结果 = 1

例子 2：

int num = 3 & -9;
/*
运算推导过程
1. 得到 3 的原码				00000000 00000000 00000000 00000011
2. 得到 -9的原码				10000000 00000000 00000000 00001001      (这里 -9 符号位是 1 需要先将 -9 原码转成补码)
3. -9 原码转反码				11111111 11111111 11111111 11110110		[原码=>反码：符号位不变其他取反]    （要得到补码就得先得到反码）
4. -9 反码转补码				11111111 11111111 11111111 11110111		[反码=>补码：反码 +1]

5. 执行3&-9 运算			        00000000 00000000 00000000 00000011	（3 的补码）
...............				11111111 11111111 11111111 11110111		(-9 的补码)
...............				00000000 00000000 00000000 00000011	    & 运算结果

6. 运算结果是正数，无需转换（正数的原码就是正树本身） 所以结果是 3
*/

其他运算符按照规则进行运算就行了

小结

与、或、异或、非 运算的难点主要在负数 原码转补码，和补码转原码这里

如果不明白多看几遍图一，图一是完整的转换过程。

实际转换时，正数原码、反码、补码无需转换，因为它们三个都是一样的。

位移

算术左移

规则：符号位不变，低位补 0

比较简单直接上分析案例：

int num = 2 << 3;
/*
2 的二进制		00000000 00000000 00000000 00000010
运行左移3位		00000000 00000000 00000000 00010000
运行 结果 = 16
*/

算术左移，本质就是 被移的值 * 2^移动值次方

套用到上面的例子就是 2 * 2^3

int num = 5 << 8; 就是 5 * 2^8

算术右移

规则：低位溢出，符号位不变

案例：

int num = 2 >> 3;
/*
2 的二进制		00000000 00000000 00000000 00000010
运行右移3位		00000000 00000000 00000000 00000000
运行结果：0
*/

本质就是 被移数值/2^移动值次方

逻辑号右移

规则：低位溢出，高位补 0

案例：

int num = 123 >>> 3;
/*
123 的二进制	        00000000 00000000 00000000 01111011
运行逻辑右移		00000000 00000000 00000000 00001111
运行结果：15
*/