Java运算符解密之位运算、移位运算举例详解

前言

位运算符是Java中的重要运算符之一，用于对数据的二进制位进行操作。Java中的位运算符包括按位与（&）、按位或（|）、按位取反（~）和按位异或（^）。这些运算符可以帮助我们进行位级操作，对于某些特定的问题解决方案非常有用。本文将深入探讨Java中的位运算符的用法、规则以及注意事项，帮助读者更好地理解和应用这些运算符。

一、位运算符

java 中数据存储的最小单位是字节，而数据操作的最小单位是比特位. 字节是最小的存储单位，每个字节是由8个二进制比特位组成的，多个字节组合在一起可以表示各种不同的数据。

位运算符主要有四个: & | ~ ^ ，除 ~ 是一元运算符外，其余都是二元运算符。

位操作表示 按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算。

1.1 按位与 &

按位与运算符(&)会对两个整数的每一位进行比较。只有当两个相应的位都是1时，结果中的该位才会是1，否则为0。这个操作常用于屏蔽某些位或检查特定位是否设置。

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);

进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100

1.2 按位或 |

如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);

运算方式和按位于类似

注意:

当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算。

1.3 按位取反 ~

如果该二进制位为 0 则转为 1, 如果该二进制位为 1 则转为 0

int a = 0xf;
System.out.printf("%x\n", ~a)
//fffffff0

注意:

• 0x 前缀的数字为 十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应4个二进制位
• 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111
• printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出
• \n 表示换行符

1.4 按位异或^

按位异或运算符(^)会对两个整数的每一位进行比较。如果两个相应的位相同（都是0或都是1），则结果中的该位为0；如果两个位不同，则结果为1。

int a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%x\n", a ^ b);

注意：如果两个数相同，则异或的结果为0

二、移位运算符

移位运算符有三个: << >> >>> ，都是二元运算符，且都是按照二进制比特位来运算的。

1.1 左移<<

最左侧位不要了, 最右侧补 0

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a << 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
20

注意：向左移位时，丢弃的是符号位，因此正数左移可能会变成负数

1.2 右移>>

最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)

int a = 0x10;
System.out.printf("%x\n", a >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
8 in
t b = 0xffff0000;
System.out.printf("%x\n", b >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
ffff8000

1.3 无符号右移>>>

最右侧位不要了, 最左侧补 0

int a = 0xffffffff;
System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
7fffffff

注意:

• 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方.
• 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方.
• 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替.
• 移动负数位或者移位位数过大都没有意义

全篇总结

本篇详细介绍了Java中的位运算符。位运算符包括按位与（&）、按位或（|）、按位取反（~）和按位异或（^），它们用于对数据的二进制位进行操作。通过位运算符，我们可以进行屏蔽位、检查位状态等处理，频繁出现在底层编程、位运算加密等场景中。在使用这些运算符时，需要理解它们的运算规则，注意正负数的影响以及运算符的优先级。通过合理运用这些运算符，能够提高代码的效率和性能，同时也解决一些特定问题。

到此这篇关于Java运算符解密之位运算、移位运算的文章就介绍到这了,更多相关Java位运算移位运算内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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