Java中的位运算
来源:互联网 发布:网络作家排行榜2017 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 10:40
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float和double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,除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:
输出结果:
b<<3=1016
(byte)(b<<3)=-8
程序:
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byte和char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和?)。
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:
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:
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
输出结果:
1>>>31=0
-1>>31=-1
程序:
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float和double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,除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:
输出结果:
b<<3=1016
(byte)(b<<3)=-8
程序:
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byte和char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和?)。
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:
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:
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
输出结果:
1>>>31=0
-1>>31=-1
程序:
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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- Java 中的位运算
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