Chapter 3 操作符

位操作符（bitwise operator）
位操作符允许我们操作一个基本数据类型中的整数型值的单个“比特（bit）”，即二进制位。

1）位操作符

按位“与”操作符（&）

按位“或”操作符（|）

按位“异或”操作符（^）

按位“非”操作符（~）

 

2）位操作符可与等号（=）联合使用，以便合并运算操作和赋值操作：&=，|=和^=都是合法的（由于~是一元操作符，所以不可与=联合使用）。

 

3）布尔类型（boolean）作为一种“单比特”值，可对它执行按位“与”、“或”和“异或”运算，但不能执行按位“非”（大概是为了避免与逻辑NOT 混淆）。对于布尔值，位操作符具有与逻辑操作符相同的效果，只是它们不会中途“短路”。

 

4）在移位表达式中，不能使用布尔运算。

 

 

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移位操作符（shift operator）

1）移位操作符操作的运算对象也是二进制的“位”，但是它们只可以被用来处理整数类型（基本类型的一种）。

2）移位操作符

左移位操作符（<<）能将操作符左边的运算对象向左移动操作符右侧指定的位数（在低位补0）。

“有符号”右移位操作符（>>）则将操作符左边的运算对象向右移动操作符右侧指定的位数。“有符号”右移位操作符使用了“符号扩展”：若符号为正，则在高位插入0；若符号为负，则在高位插入1。

Java 中增加了一种“无符号”右移位操作符（>>>），它使用了“零扩展”：无论正负，都在高位插入0。

3）如果对 char、byte 或者short 类型的数值进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换为int，并且得到的结果也是一个int 类型的值。而右侧操作数，作为真正移位的位数，只有其二进制表示中的低5 位才有用。这样可防止我们移位超过int 型值所具有的位数。（译注：因为2 的5 次方为32，而int 型值只有32 位）。若对一个long 类型的数值进行处理，最后得到的结果也是long。此时只会用到右侧操作数的低6 位，以防止移位超过long 型数值具有的位数。

对于上面红色部分的解释：

移位操作符操作的运算对象是二进制的“位”，int类型换算为二进制是32位，也就是2的5次幂 ！如果移32位以上，那么原来的数的信息会全部丢失，这样也就没有什么意义了！所以上面的“而右侧操作数，作为真正移位的位数，只有其二进制表示中的低5 位才有用。”说的是：移位操作符右端的那个数（化成二进制）的低5位才有用（因为二进制的低五位全是1而其他位全为0时的数值为31），例如：
x<<y;
是指y的二进制的低5位才有用，即不能大于32；而对于long型也是同样的道理！

因此，如果对一个int 型，进行移位，x<<y：当y小于32时，移位后的结果一般都在我们的预料当中；而如果y大于32，由于移位超出了int所能表示的范围，这时就先把y化成二进制数，然后取该二进制数右端的低5位，再把这5位化成十进制，此时的这个十进制就是要对X移动的位数。例如：        

        int a = 140;        System.out.println(Integer.toBinaryString(a));        a <<= 34;        System.out.println(Integer.toBinaryString(a));

上面那两个语句的执行过程是：
先把 34换算成二进制：100010，对该二进制取低5位，即00010，再换算成十进制数：2，所以实际上是对a左移两位，所以上面程序的输出结果为：

100011001000110000

4）移位操作符可与等号（<<=或>>=或>>>=）组合使用。此时，操作符左边的值会移动由右边的值指定的位数，再将得到的结果赋回左边的变量。但在进行“无符号”右移结合赋值操作时，可能会遇到一个问题：如果对byte 或short 值进行这样的移位运算，得到的可能不是正确的结果。它们会先被转换成int 类型，再进行右移操作。然后被截断，赋值给原来的类型，在这种情况下可能得到-1 的结果，例如：

        byte b = -1;        System.out.println("b is " + b + "\nthe binary of b is " + Integer.toBinaryString(b));        b >>>= 10;        System.out.println("b is " + b + "\nthe binary of b is " + Integer.toBinaryString(b));        b = -1;        System.out.println("b is " + b + "\nthe binary of b is " + Integer.toBinaryString(b));        System.out                .println("b >>> 10 is " + (b >>> 10) + "\nthe binary of b >>> 10 is "                        + Integer.toBinaryString(b >>> 10));

在最后一个移位运算中，结果没有赋回给 b，而是直接打印出来，所以其结果是正确的。

上述程序的输出结果为：

b is -1the binary of b is 11111111111111111111111111111111b is -1the binary of b is 11111111111111111111111111111111b is -1the binary of b is 11111111111111111111111111111111b >>> 10 is 4194303the binary of b >>> 10 is 1111111111111111111111

 

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操作符小结

1）对两个足够大的int 值执行乘法运算，结果会溢出，例如：

        int big = Integer.MAX_VALUE;        System.out.println("big = " + big);        int bigger = big * 4;        System.out.println("bigger = " + bigger);

输出结果为：

big = 2147483647bigger = -4

你不会从编译器那里收到任何出错或警告信息，运行时也不会出现异常。这说明Java 确实是好东西，却也没有“那么”好！

 

2）对于 char、byte 或者short，混合赋值并不需要类型转换，例如：

    void charTest(char x, char y) {        // Compound assignment:        x++;        x--;        x += y;        x -= y;        x *= y;        x /= y;        x %= y;        x <<= 1;        x >>= 1;        x >>>= 1;        x &= y;        x ^= y;        x |= y;    }

 3）除boolean 以外，任何一种基本类型都可通过类型转换变为其他基本类型。