Java 数据存储方式

在Java中到底是如何去保存数据的呢？下面我就以int数据类型为例说明Java 数据存储方式。

大家都知道在Java 数据存储方式。定1 int = 4 byte, 1 byte = 8 bit。以此推理那么1个int在计算机中就是以4 * 8 = 32位(bit)的方式存储的。而又由于java中的int是属于有符号类型(Java中不存在unsigned类型)，所以32位的高一位是符号位，由此可以推理出int的储存大小区间

Integer.MAX_VALUE = 2147483647(十进制) = 1111111 11111111 11111111 11111111(二进制)

Integer.MIN_VALUE = -2147483648(十进制) = 10000000 00000000 00000000 00000000(二进制)

现在我们知道了二进制的概念了，但是其实二进制我想我们想象的那么单纯的表示的，他们是不同的表现方式如：原码，反码，补码

Java 数据存储方式之原码

将最高位作为符号位（以0代表正，1代表负），其余各位代表数值本身的绝对值（以二进制表示）。

为了简单起见，我们用1个字节来表示一个整数。

+7的原码为： 00000111

-7的原码为： 10000111

Java 数据存储方式之反码

一个数如果为正，则它的反码与原码相同；一个数如果为负，则符号位为1，其余各位是对原码取反。

为了简单起见，我们用1个字节来表示一个整数。

+7的反码为： 00000111

-7的反码为： 11111000

Java 数据存储方式之补码

利用溢出，我们可以将减法变成加法。

对于十进制数，如果从9得到结果5，可以用减法：

9-4=5

因为4+6=10，我们将6作为4的补数，将上式的减法改写为加法：

9+6=15

去掉高位1（也就是减去10），得到结果5。

对于16进制数，如果从C得到结果5，可以用减法：

C-7=5

因为7+9=16，我们将9作为7的补数，将上式的减法改写为加法：

C+9=15

去掉高位1（也就是减去16），得到结果5。

在计算机中，如果我们用1个字节表示一个数，一个字节有8位，超过8位就进1，在内存中情况为：

1 00000000

进位1被丢弃。

一个数如果为正，则它的原码、反码、补码相同；一个数如果为负，则符号位为1，其余各位是对原码取反，然后整个数加1。

为了简单起见，我们用1个字节来表示一个整数。

+7的补码为： 00000111

-7的补码为：第一步：11111000 （符号位为，其余各位取反）

第二步：11111001 （整个数加1）

+0的补码：00000000；

-0的补码：11111111；（第一步）

100000000；（第二步）

已知一个负数的补码，将其转换为十进制数，步骤：

1、先对各位取反；

2、将其转换为十进制数；

3、加上负号，再减去1。

例如：

11111010，最高位为1，是负数，先对各位取反得00000101，转换为十进制数得5，加上负号得-5，再减1得-6。

那么我们就知道了1与-1的二进制形式分别为0000000 00000000 00000000 00000001和11111111 11111111 11111111 11111111（Java中的数据是以补码的形式储存的）了。那么现在我们知道了数据是如何储存的了。那么计算机是如何利用这些数据进行计算的呢？我们知道在计算机的CPU中只有一个加法器，所有的运算都是需要它进行的。所以在计算机里所有的加减乘除都是转换成加法来进行运算的。那么它们是怎么转换的呢？下面我们介绍一下二进制的运算操作

Java 数据存储方式之位运算符

为了方便对二进制位进行操作，Java给我们提供了四个二进制位操作符：

&          按位与

|           按位或

^          按位异或

~          按位取反

Java 数据存储方式之按位与

一个房间里有两个开关控制房间的灯的明暗。当两个开关同时处于打开状态时，灯才能亮。

开关1                   开关2                         灯的状态

关                          关                              暗

开                          关                              暗

关                          开                              暗

开                          开                              亮

结论：按位与，只有壹(1)壹(1)为1。

Java 数据存储方式之按位或

一个房间里有两个开关控制房间的灯的明暗。当任何一个开关处于打开状态时，灯就能亮。

开关1                     开关2                     灯的状态

关                          关                              暗

开                          关                              亮

关                          开                              亮

开                          开                              亮

结论：按位或，只有零(0)零(0)为0。

Java 数据存储方式之按位异或

一个房间里有两个开关控制房间的灯的明暗。当两个开关处于不同状态时，灯就能亮。

开关1                    开关2                       灯的状态

关                          关                              暗

开                          关                              亮

关                          开                              亮

开                          开                              暗

结论：按位异或，只有零(0)壹(1)或壹(1)零(0)为1。

Java 数据存储方式之按位取反

结论：对二进制数按位取反，即0变成1，1变成0。

Java中有三个移位运算符

左移：<<              （相当于 乘以2）

带符号右移：>>     （相当于 除以2）

无符号右移：>>>

数      X            x<<2           x>>2              x>>>2

17         00010001    00 01000100      00000100 01     00000100 01

-17        11101111     11 10111100      11111011 11     00111011 11

以上就是对Java 数据存储方式的简单介绍。

转自：http://tech.watchstor.com/storage-systems-114959.htm