Java位运算详解

位运算口诀： 
清零取反要用与，某位置一可用或 
若要取反和交换，轻轻松松用异或 
移位运算 
要点 1 它们都是双目运算符，两个运算分量都是整形，结果也是整形。 
    2 " < <" 左移：右边空出的位上补0，左边的位将从字头挤掉，其值相当于乘2。 
    3 ">>"右移：右边的位被挤掉。对于左边移出的空位，如果是正数则空位补0，若为负数，可能补0或补1，这取决于所用的计算机系统。 
    4 ">>>"运算符，右边的位被挤掉，对于左边移出的空位一概补上0。 
位运算符的应用 (源操作数s 掩码mask) 
(1) 按位与-- & 
1 清零特定位 (mask中特定位置0，其它位为1，s=s&mask) 
2 取某数中指定位 (mask中特定位置1，其它位为0，s=s&mask) 
(2) 按位或-- ¦ 
    常用来将源操作数某些位置1，其它位不变。 (mask中特定位置1，其它位为0 s=s ¦mask) 
(3) 位异或-- ^ 
1 使特定位的值取反 (mask中特定位置1，其它位为0 s=s^mask) 
2 不引入第三变量，交换两个变量的值 (设 a=a1,b=b1) 
    目 标          操 作              操作后状态 
a=a1^b1        a=a^b              a=a1^b1,b=b1 
b=a1^b1^b1      b=a^b              a=a1^b1,b=a1 
a=b1^a1^a1      a=a^b              a=b1,b=a1 
二进制补码运算公式： 
-x = ~x + 1 = ~(x-1) 
~x = -x-1 
-(~x) = x+1 
~(-x) = x-1 
x+y = x - ~y - 1 = (x ¦y)+(x&y) 
x-y = x + ~y + 1 = (x ¦~y)-(~x&y) 
x^y = (x ¦y)-(x&y) 
x ¦y = (x&~y)+y 
x&y = (~x ¦y)-~x 
x==y:    ~(x-y ¦y-x) 
x!=y:    x-y ¦y-x 
x < y:    (x-y)^((x^y)&((x-y)^x)) 
x <=y:    (x ¦~y)&((x^y) ¦~(y-x)) 
x < y:    (~x&y) ¦((~x ¦y)&(x-y))//无符号x,y比较 
x <=y:    (~x ¦y)&((x^y) ¦~(y-x))//无符号x,y比较 
应用举例 
(1) 判断int型变量a是奇数还是偶数            
a&1  = 0 偶数 
      a&1 =  1 奇数 
(2) 取int型变量a的第k位 (k=0,1,2……sizeof(int))，即a>>k&1 
(3) 将int型变量a的第k位清0，即a=a&~(1 < <k) 
(4) 将int型变量a的第k位置1， 即a=a ¦(1 < <k) 
(5) int型变量循环左移k次，即a=a < <k ¦a>>16-k  (设sizeof(int)=16) 
(6) int型变量a循环右移k次，即a=a>>k ¦a < <16-k  (设sizeof(int)=16) 
(7)整数的平均值 
对于两个整数x,y，如果用 (x+y)/2 求平均值，会产生溢出，因为 x+y 可能会大于INT_MAX，但是我们知道它们的平均值是肯定不会溢出的，我们用如下算法： 
int average(int x, int y)  //返回X,Y 的平均值 
{    
    return (x&y)+((x^y)>>1); 
} 
(8)判断一个整数是不是2的幂,对于一个数 x >= 0，判断他是不是2的幂 
boolean power2(int x) 
{ 
    return ((x&(x-1))==0)&&(x!=0)； 
} 
(9)不用temp交换两个整数 
void swap(int x , int y) 
{ 
    x ^= y; 
    y ^= x; 
    x ^= y; 
} 
(10)计算绝对值 
int abs( int x ) 
{ 
int y ; 
y = x >> 31 ; 
return (x^y)-y ;        //or: (x+y)^y 
} 
(11)取模运算转化成位运算 (在不产生溢出的情况下) 
        a % (2^n) 等价于 a & (2^n - 1) 
(12)乘法运算转化成位运算 (在不产生溢出的情况下) 
        a * (2^n) 等价于 a < < n 
(13)除法运算转化成位运算 (在不产生溢出的情况下) 
        a / (2^n) 等价于 a>> n 
        例: 12/8 == 12>>3 
(14) a % 2 等价于 a & 1        
(15) if (x == a) x= b; 
　　          else x= a; 
　　      等价于 x= a ^ b ^ x; 
(16) x 的 相反数 表示为 (~x+1) 

实例 
    功能              ¦          示例            ¦    位运算 
----------------------+---------------------------+-------------------- 
去掉最后一位          ¦ (101101->10110)          ¦ x >> 1 
在最后加一个0        ¦ (101101->1011010)        ¦ x < < 1 
在最后加一个1        ¦ (101101->1011011)        ¦ x < < 1+1 
把最后一位变成1      ¦ (101100->101101)          ¦ x ¦ 1 
把最后一位变成0      ¦ (101101->101100)          ¦ x ¦ 1-1 
最后一位取反          ¦ (101101->101100)          ¦ x ^ 1 
把右数第k位变成1      ¦ (101001->101101,k=3)      ¦ x ¦ (1 < < (k-1)) 
把右数第k位变成0      ¦ (101101->101001,k=3)      ¦ x & ~ (1 < < (k-1)) 
右数第k位取反        ¦ (101001->101101,k=3)      ¦ x ^ (1 < < (k-1)) 
取末三位              ¦ (1101101->101)            ¦ x & 7 
取末k位              ¦ (1101101->1101,k=5)      ¦ x & ((1 < < k)-1)