Java位运算基础知识
在学习Java运算时，补充学习Java位运算。
Java位运算
位运算都是针对整数的补码进行位运算。
& 按位与运算
先将整数转换为补码 ，然后执行按位与运算，最后将结果返回为十进制，它有如下几个规律：
（1）正数&其他数=正数 考虑最高位为0，按位与都为0
（2）偶数&其他数=偶数 考虑最低位为0，按位与都为0
（3）0&其他数=0 按位与后位数全是0
（4）1&奇数=1，1&偶数=0 通过它可以快速判断一个数是奇数还是偶数
| 按位或运算
先将整数转换为补码 ，然后执行按位或运算，最后将结果返回为十进制，它有如下几个规律：
（1）负数|其他数=负数 考虑最高位为1，按位或都为1
（2）奇数|其他数=奇数 考虑最低位为1，按位或都为1
（3）0|其他数=原数 按位或后位数不变
^ 按位异或运算
先将整数转换为补码 ，然后执行按异位或运算，最后将结果返回为十进制，它有如下几个规律：
（1）偶数^偶数=偶数 考虑最低位为0，按位异或为0
（2）偶数^奇数=奇数 考虑最低位为1和0，按位异或为1
（3）奇数^奇数=偶数 考虑最低位为1，按位异或为0
（4）a^b^b或者b^a^b=a b^b=0，然后其他数异或一个0，就是原数
示例代码
1 public class OperatorAndOrXor{ 2 public static void main(String[] args){ 3 //测试按位与运算 4 int a=9; 5 int b=11; 6 System.out.println(a&b);//9 7 8 //测试按位或运算 9 System.out.println(a|b);//11 10 11 //测试按位异或运算 12 System.out.println(a^b);//2 13 System.out.println(a^b^b);//9 14 } 15 }
测试结果
<< 左移
数据左移，先将其转换为补码，然后向左移动相应位次，移出的部分舍弃，低位空出补0，最后转换为十进制，左移动几位相当于乘以2的几次方，如byte类型1左移3位，就是从0000 0001→0000 1000，变成了8。
>> 右移
数据右移，先将其转换为补码，然后向右移动相应位次，移出的部分舍弃，高位空出有两种情况，如果是正数高位补0，负数则高位补1，最后转换为十进制，一定范围内，右移动几位相当于除以2的几次方，如byte类型8右移3位，就是从0000 1000→0000 0001，变成了1。
此外正数右移动，越移动0越多，如byte类型最后补码变成0000 0000，转换成原码也是0000 0000，最小变成0。
负数右移动，越移动1越多，如byte类型，最后补码变成1111 1111，转换成反码为1111 1110，再转换为原码变成1000 0001，最后结果变成-1。
>>> 无符号右移动
无符号右移，先将其转换为补码，然后向右移动相应位次，移出的部分舍弃，高位空出不论正负数一律补0，最后转换为十进制。可以看出正数的无符号右移动和右移没有区别，负数就有区别了，负数的无符号右移>>>运算会变成正数，且负数越大，补码中1越多，无符号右移后正数越大。
~ 按位取反
将数据转换为补码后，一律1变0，0变1，最后将结果转换为十进制，按位取反有互补对称公式-n=~n+1。
代码部分
1 public class MoveMethod{ 2 public static void main(String[] args){ 3 //测试左移、右移、无符号右移、取反运算 4 //左移 5 int i=1; 6 System.out.println(i<<3);//8 7 8 //右移 9 int j=8; 10 System.out.println(j>>3);//1 11 12 //左移右移很大位数 13 System.out.println(i<<35);//8 14 System.out.println(j>>35);//1 15 16 //无符号右移 17 System.out.println(j>>>3);//1 18 int k=-1; 19 System.out.println(k>>>1);//负数变成正数 20 21 //取反 -n=~n+1 22 System.out.println(~j);//-9 23 System.out.println(~k);//0 24 } 25 }
测试结果
需要注意的是，移位运算不是直接移动相应的位数，而是先将位数对32取余，对余数对应的数进行相应位次的移动。如1<<35=1<<(35%32)=1<<3=8。
按位异或用于交换整数
按位异或的特点可以用在整数交换上面，除了按位异或交换，还有其他两种交换方式。
1 public class ChangeMethod{ 2 public static void main(String[] args){ 3 //交换值的三种方式 4 //option1 按位异或交换，用于整数 5 int a=5; 6 int b=7; 7 a=a^b; 8 b=a^b;//b=a^b^b=a 9 a=a^b;//a=a^b^a=b^a^a=b 10 System.out.println(a); 11 System.out.println(b); 12 13 //option2 加减法交换，用于所有数值，除了整数还可以用其他数 14 int x=5; 15 int y=7; 16 x=x+y; 17 y=x-y;//y=x+y-y=x 18 x=x-y;//x=x+y-x=y 19 System.out.println(x); 20 System.out.println(y); 21 22 //option3 中间值交换，也叫做追尾法交换，适用所有类型 23 int i=5; 24 int j=7; 25 int temp=i; 26 i=j; 27 j=temp; 28 System.out.println(i); 29 System.out.println(j); 30 31 } 32 }
交换结果
以上三种交换方式各有优缺点，总结就是以下几点，异或法效率最好，追尾法效率最低，使用频率上异或法最低，追尾法最高。
总结
（1）位运算目前学的一共有7种，进行运算时都需要转换为补码进行移动。
（2）按位异或位运算可以用于交换两个整数。
参考博文：
（1）https://www.cnblogs.com/youngchaolin/p/10463887.html#_label4
