Java中的位运算符

java中的位运算符有:左移(<<)、右移(>>)、无符号右移(>>>)、位与(&)、位或(|)、位非(~)、位异或(^),除位非(~)是一元操作符外,都是二元操作符。

(位运算的实质都是先将十进制数转化为二进制在进行位运算)。

java中使用补码来表示二进制数,在补码表示中,最高位是符号位:0-正数,1-负数,补码规则为:正数最高位是0,其余的各位表示其数值本身;负数是该数值的绝对值的补码安慰取反+1所得。

eg:1 对应二进制为:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

按位取反为:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110

+1后为:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

所以-1 的二进制为:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

同理,5的二进制为:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

按位取反为:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010

+1后为:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

所以-5的二进制为:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

在java中,int类型占32位,有正负之分,正数转化为二进制后,最高位是0.负数转化为二进制后最高位是1,所以,当右移时,高位的补位遵守“正数补0,负数补1”,而无符号右移的话,不论正负,均用0补齐。之所以没有无符号左移,是因为低位都用0补齐。

  1. 左移(<<),eg: 5<<2

首先将5转化为二进制:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

然后左移两位,低位用0补齐:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100

转化为十进制数:20 。 所以, 5<<2 = 20。

  1. 右移(>>), eg: 5>>2(原理同左移一样,之一高位的符号位补齐方法)

首先将5转化为二进制:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

然后右移两位,高位用0补齐:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

转化为十进制数:1 。 所以5>>2 = 1。

  1. 无符号右移(>>>),eg: 5>>3,-5>>3,-5>>>3

5的二进制:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

右移三位:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 (值位0)

-5的二进制:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

右移三位:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 (负数,高位用1补齐,值为-1)

无符号右移三位:

0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 (高位用0补齐,值为536870911)

  1. 位与(&)、位或(|)、位异或(^)、位非(~):

都是先转化为二进制,然后二进制按位进行与、或、异或、非运算。

a. 位与:按位进行与运算(同1为1,否则为0),eg:5&3

5的二进制:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3的二进制:

00000000 0000 0000 0000 0000 0000 0011


按位与运算:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 (值为1)

所以,5&3 = 1

b. 位或:按位进行或运算(同0为0,否则为1),eg: 5|3

5的二进制:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3的二进制:

00000000 0000 0000 0000 0000 0000 0011


按位或运算:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 (值为7)

所以,5|3 = 7

c. 位异或:按位异或(同位相同为0,相反为1),eg:5^3

5的二进制:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3的二进制:

00000000 0000 0000 0000 0000 0000 0011


按位异或运算:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 (值为6)

所以,5^3 = 6

d. 位非:按位进行非运算,即按位取反,一元操作符。

5的二进制:

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

位非:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 (值为-6)

所以,~5 = -6。

3的二进制:

00000000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

位非:

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 (值为-4)

所以,~3 = -4。
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