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Java中的位运算

发表于: 2012-11-15   作者:zcooke   来源:转载   浏览:
摘要:   Java的位运算(bitwise operators )直接对整数类型的位进行操作,这些整数类型包括long、int、short、char  和 byte,位运算符具体如下表:   运算符 说明 <<  左移位,在低位处补0 >>  右移

 

Java的位运算(bitwise operators )直接对整数类型的位进行操作,这些整数类型包括longintshortchar

  byte,位运算符具体如下表:

 

运算符

说明

<< 

左移位,在低位处补0

>> 

右移位,若为正数则高位补0,若为负数则高位补1

>>> 

无符号右移位,无论正负都在高位补0

&

与(AND),对两个整型操作数中对应位执行布尔代数,两个位都为1时输出1,否则0

|

或(OR),对两个整型操作数中对应位执行布尔代数,两个位都为0时输出0,否则1

~

非(NOT),一元运算符。

^

异或(XOR),对两个整型操作数中对应位执行布尔代数,两个位相等0,不等1

<<=

左移位赋值。

>>=

右移位赋值。

>>>=

无符号右移位赋值。

&=

按位与赋值。

|=

按位或赋值。

^=

按位异或赋值。

左移位(<<

程序:

public class LeftMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("5<<3="+(5<<3));

    }

}

输出结果:

5<<3=40

计算过程:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101          ? 5

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1000          ? 40

右移位(>>

正数

程序:

public class PlusRightMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("5>>1="+(5>>1));

    }

}

输出结果:

5>>1=2

计算过程:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101          ? 5

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010          ? 2

负数

程序:

public class NegativeRightMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("-5>>1="+(-5>>1));

    }

}

输出结果:

-5>>1=-3

计算过程:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011          ? -5

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101          ? -3

无符号右移位(>>>

程序:

public class UnsignedRightMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("-5>>>1="+(-5>>>1));

    }

}

输出结果:

-5>>>1=2147483645

计算过程:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011          ? -5

       0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101           ?  2147483645



首先复习一下Java中的基本数据类型的相关知识。

数据类型

大小

最小值

最大值

boolean

 

 

 

byte

8-bit

-128

+127

char

16-bit

Unicode 0

Unicode 216-1

short

16-bit

-215

+215-1

int

32-bit

-231

+231-1

float

32-bit

IEEE754

IEEE754

long

64-bit

-263

263-1

double

64-bit

IEEE754

IEEE754

void

 

 

 

这里包括了floatdouble两个浮点型,在本文中对其不予考虑,因为位运算是针对整型的。进行位操作时,

long型外,其他类型会自动转成int型,转换之后,可接受右操作数长度为32。进行位运算时,总是先将短整型

和字节型值转换成整型值再进行移位操作的。

程序:

public class ByteLeftMoving{

public static void main(String[] args){

    byte b = 127;

           System.out.println("b<<3="+(b<<3));

        System.out.println("(byte)(b<<3)="+(byte)(b<<3));

    }

}

输出结果:

b<<3=1016

(byte)(b<<3)=-8

程序:

public class CharLeftMoving{

public static void main(String[] args){

        char c = 'l';

           System.out.println("c<<3="+(c<<3));

        System.out.println("(char)(c<<3)="+(char)(c<<3));

    }

}

输出结果:

c<<3=864

(char)(c<<3)=?

以上两个例子全部编译通过,由此可以看出,当bytechar进行移位运算时不会发生错误,并且均按照整型进行

计算,当计算结果超出byte或是char所能表示的范围时则进行相应的转换(分别输出了结果-8?)。


位运算中的操作数

在进行移位运算时要注意整型和长整型在内存中的位数(整型是32位,长整型是64位),如果移位操作数超出

了该位数则取模计算,例如:int型数据是32位的,如果左移35位是什么结果?

程序:

public class LeftMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("5<<35="+(5<<35));

    }

}

输出结果:

5<<35=40 

该结果与5<<3完全相同。

 

无论正数、负数,它们的右移、左移、无符号右移 32 位都是其本身,比如 -5<<32=-5-5>>32=-5

-5>>>32=-5

一个有趣的现象是,把 1 左移 31 位再右移 31 位,其结果为 -1

计算过程如下:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

 

位运算要求操作数为整数,操作数不能是字符串也不能是小数。

如下列程序:

public class BitMath{

    public static void main(String[] args){

        String s = "Hello";

        long l = 99;

        double d = 1.11;

        int i = 1;

        int j = 0;

 

        System.out.println("j<<s="+j<<s);    //编译错误语句

        System.out.println("j<<d="+j<<d);    //编译错误语句

        System.out.println("i<<j="+i<<j);    //编译可以通过

        System.out.println("i<<l="+i<<l);    //编译可以通过

    }

}



由于位运算是二进制运算,不要与一些八进制数搞混,java中二进制数没有具体的表示方法。

public class BitMath{

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("010|4="+(010|4));

    }

}

输出结果:

010|4=12

计算过程:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000    ?8

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100    ?4

进行“或”计算结果为:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100    ?12

当位运算中遇见负数,必须把它转成补码(不知道什么是补码的补习功课去)再进行计算,而不是使用原码。

程序:

public class BitMath{

    public static void main(String[] args){

        try {

            int x = -7;

            System.out.println("x>>1="+(x>>1));

} catch(Exception e) {

            System.out.println("Exception");

        }

    }

}

输出结果:

x>>1=-4

计算过程:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001    ?-7

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100    ?-4

public class BitMath{

    public static void main(String[] args){

        int i = 1;

        int j = -1;

        System.out.println("1>>>31="+(i>>>31));

        System.out.println("-1>>31="+(j>>31));

    }

}

输出结果:

1>>>31=0

-1>>31=-1

程序:

public class BitMath{

    public static void main(String[] args){

        int a = 1;

       a <<= 31;

        a >>= 31;

        a >>= 1;       

        System.out.println("a="+a);

 

        int b = 1;

        b <<= 31;

        b >>= 31;

        System.out.println("b="+b);

 

        int c = 1;

        c >>= 31;

        c <<= 31;

        System.out.println("c="+c);

    }

}

输出结果:

a=-1

b=-1

c=0

计算过程:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001    ?a=1

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000    ?a=a<<31后,这里被当作是负数

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111    ?a=a>>31后,结果为-1

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111    ?a=a>>1后,结果仍为-1

 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001    ?c=1

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000    ?c=c>>31后为0

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000    ?0左移31位仍为0

Java中的位运算

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    无聊

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    震惊

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