20170828 - A - 二进制基础

1 Collection和Collections的区别是？
Collections是集合的一个帮助类，不用于实例化
Collection是所有集合的上级接口

2 计算机使用二进制的原因是什么？计算机内部的一切是什么类型数据？
二进制计算成本最优。二进制数据。

3 二进制的权是？十进制的是多少？
1,2,4,8,16
1,10,100，1000

4 二进制的基数是多少？十进制的是多少？
2,10

5 byte short int long float double boolean char分别是多少字节，多少位？分别能表示多少个数字？
1 2 4 8 4 8 2 1/8 16 32 64 16 8
char：2字节（16位），2*2*2*2*2*2*2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 = 256（每位可表示2个数字）—— -128~127（中间还有一个0）

5 8位二进制数最大值如何表示？最小值是？-1是多少？如何计算-1？
(0)111111 / 10000000 / 11111111 / 先求出-1，再在-1基础上减取相差的值，如何计算相差的值？运算需注意什么？
如-11 ，相差10，1010，再从-1中删去。可省略开头0.

6 十六进制用于什么？
缩写二进制，将每四位二进制缩写成一个十六进制实例。

7 十六进制的10,11,12,13,14,15分别用什么代表？十六进制本质作用是什么？计算机中是否有十六进制的数据？
a,b,c,d,e,f，就是缩写二进制，无，实际上都是二进制。

8 int型实际有32位，是二进制的32位。(最前面0省略)

9 将该数用二进制，十六进制表示。
int n = 0x693ba5e5;
1101001001110111010010111100101
1765516773

10 如何将十进制的int型（long型呢）数据转化为二进制？如何表示16进制的数？
System.out.println(Integer.toBinaryString(n));/Long.toBinaryString(n)
0x......

11 补码的本质是什么？
即一个二进制所表示的十进制的值 与 它的二进制取反+1所表示的十进制的值为负数关系（最小值除外）
-n = ~n+1(n为二进制数。)

12 int类型的-1实际上是多少位二进制？
32个1.

15 二进制每一位代表多少？
2的（所在的位数-1）次方。

16 二进制的任意次位数最大值为多少？
8位：01111111

17 31次1和32次1分别是什么？
32位最大值（第一位0省略了）
-1

19 十六进制和二进制的关系是什么？
实际上就是用十六进制来表示二进制，可同等理解。

20 int型最大值，0,1，-1,最小值用二进制和十六进制表示分别是多少？
int为32位数据
最大值：31个1 / 0x7fffffff;(0x80000000)
0：32个0 / 0x00000000;
1：31个0和一个1 / 0x00000001
-1：32个1 / 0xffffffff

21 二进制的值和十六进制的值可以直接赋给int型数据吗？
二进制不行，二进制必须通过十六进制表示。

22 正数溢出是负数吗？溢出结果是随机数吗？
错误，溢出多了又变成了正数；错误。

23 互补对称，取反对称——一个二进制数和他的取反的关系。
二进制中一个数所表示的值的绝对值等于他的取反+1.（最小值除外）
二进制的取反：（1→0，0→1）

-3所表示的8位数据：1111 1101;(11111111-2)
取反：00000010→10（省略前面的0）
10+1：11
3

即一个二进制所表示的十进制的值 与 它的二进制取反+1所表示的十进制的值为负数关系（最小值除外）

24 ~x表示什么？
表示该数的二进制取反。

25 int n = 0xfffffffe;print(~n);输出为？
1

26 int n = -5;print(~n);输出为？
4

27 取反运算符为？
~

28 二进制运算符有？
取反 ~
与 &
或 |
左移位：<<
右移位:>>
逻辑右移位：>>>

29 位运算的用途：文字的编码。

30 一个字符表示需要用不重复的数来表示即unicode。
互联网数据单位为8节，因此若传送字符必须拆分成byte型（8位）进行传输，而字符拆分方案便被称为字符的编码。
最简单的拆分方案：UTF-16BE，无论中文和英文都是2字节，因此拆分方式为将字符一分为二。英文浪费八位（2个字节），支持65535个字符（因此用char便可支持）。
UTF-8则是变长编码，按照字符所需给字节。UTF-8编码分为一字节编码（0-127），二字节编码（127-2047），三字节编码（2047-65535），四字节编码（65535以上），当小于65535时，可用char表示，大于65535时，用int表示。
英文一个字节，中文三个字节。手机内的中文为2字节，经UTF-8编码后用三个字节传输。
Java char类型支持编码数量：65535

30 什么是unicode？
一个字符对应一个数字

31 int n = '中';是否会报错？如何求 中 的二进制值？
不会，计算中char型数据被看做int型数据。Integer.toBinaryString(n)

32 MAX_VALUE：01111111111111111111111111111111——最大值：31位的1
MIN_VALUE：10000000000000000000000000000000——最小值

33 UTF-8的特点是？
变长编码，英文一个字节，中文三个字节，支持四字节编码，支持100万+字符。

34 如何将字符数据（unicode）转化为utf-8编码？

获取字符数据最后6位
与运算（逻辑乘）：&
n与掩码m与运算：00000000 00000000 00000000 00111111（0x3f）——获取最后六位。
两个数，对齐位置，上下计数与（1只有与1才得1）。

或 | 运算（逻辑加）
运算法则：有1变1.

35 java中可以直接用二进制表示数据吗？
不可以，当需要表示二进制时，用16进制来表示一个二进制中的四位数据。

36 如何解码编码？
一般默认为UTF-8编码，在明确是多少字节字符，英文为一字节编码，中文为三；若是中文则需分别获取中文字符的前四位，后六位，后六位（中文位于char型内，所以为16位，2个字节）
分别拼装到utf-8的传输字节中。用与获取，用或拼接，用逻辑运算符移位。

int head = word >>> 12 & 0xf | 0xe0;
int middle = word >>> 6 & 0x3f | 0x80;
int foot = word & 0x3f | 0x80;

int b3 = 0x80 | c & 0x3f;
System.out.println(Integer.toBinaryString(b3));

注意点：
int k2 = Integer.toBinaryString(c & 0x3f);×
输出为String类型数据。
int b3 = 0x80 | c & 0x3f;
十六进制可以直接参与int型运算
System.out.println(Integer.toBinaryString(b3));
可直接输出。

37 解码的api是？
String的构造

案例：
int c = '中';
//int k2 = Integer.toBinaryString(c & 0x3f);

int b3 = 0x80 | c & 0x3f;
int b4 = 0x80 | c>>>6; & 0x3f;
int b5 = 0xe0 | c>>>12 & 0xf;

byte[] bytes = {(byte)b5 ,(byte)b4 ,(byte)b3 };
String s = new String(bytes,"utf-8");
System.out.println(s);

38 手工解码

int cc = (b5 & 0xf)<<12 | (b4 & 0x3f)<<6 | (b3 & 0x3f);
char ch = (char)cc;
System.out.println(ch);

39 移位计算的数学意义是什么?
十进制右移一位,扩大十倍
二进制则扩大两倍

40 优化计算 n * 8 为?
n << 3(目标的开二次方.)
优化即移位

41 数学右移位 >> 其结果满足数学规律，整除向小方向取整，负数移位，高位补1，结果还是负数
n = -50;
n >> 2;()-25
n >> 1;()-13（往小位补）

逻辑右移位 >> 无论正负高位都补0。
n = -50;
n >> 2;()//变正数。
n >> 1;()

42 优化计算表达式 n = n + n/2 (n += n/2)
即将运算转化为移位

43 硬编码运算法则及二进制基础至脑内。
①二进制最大值，最小值，-1是什么？
首位为0，其他为1
最大值+1，即首位为1，其他为0
所有位为1.

②如何求一个二进制数的补码

③&（逻辑乘） 的运算法则分别是什么？
|（逻辑加——遇1则1）