Java的按位运算符--&（与）、|（或）、^（异或）、~（非）

按位运算符与逻辑运算符表面上看上去很相像，但按位运算符主要是用于二进制数运算的，而逻辑运算符主要用于逻辑运算。下面详细解释一下每一个位运算符。

因为计算机中的数据都是以二进制补码的形式存在的，所以所有的按位运算都是基于二进制补码计算的。

1.按位与运算符

与运算符用“&”符号表示。如果两个输入位都是1，则按位与运算符（&）生成一个输出位1；否则生成一个输出为0。下面举例说明：
①1&10
1的原码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
1的补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001（正数补码即为原码）
10的原码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
10的补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
& 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
-------------------------------------------
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

结果得到的是补码，正数的补码即为原码，所以1&10的结果是0
②-1&-10
-1的原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
-1的补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111（负数的补码为原码除符号位外按位取反，得到的数再加1）
-10的原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
-10的补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
& 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
-------------------------------------------
  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

结果得到的是补码，转换为原码（补码减1，然后除符号位外按位取反），-1&-10的结果为-10

2.按位或运算符

或运算符用“|”符号表示。如果两个输入位里只要有一个是1，则按位或运算符（|）生成一个输出位1；只有在两个输入位都是0的情况下，它才会生成一个输出位0。下面举例说明：
①1|10

  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
| 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
-------------------------------------------
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011

结果得到的是补码，正数的补码即为原码，所以1|10的结果是11
②-1|-10

  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
| 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
-------------------------------------------
  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

结果得到的是补码，转换为原码（补码减1，然后除符号位外按位取反），-1|-10的结果为-1

3.按位异或运算符

异或运算符用“^”符号表示。如果输入位的某一个是1，但不全是1，那么按位异或运算符（^）生成一个输出位1。下面举例说明：
①1^10

  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
^ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
-------------------------------------------
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011

结果得到的是补码，正数的补码即为原码，所以1^10的结果是11
②-1^-10

  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
^ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
-------------------------------------------
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001

结果得到的是补码，正数的补码即为原码，所以-1^-10的结果是9。

4.按位非运算符

按位非运算符（~）生成与输入相反的值——若输入0，则输出1；若输入1，则输出0。
①~1

~ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
-------------------------------------------
  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110

结果得到的是补码，转换为原码（补码减1，然后除符号位外按位取反），~1的结果为-2
②~（-1）

~ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
-------------------------------------------
  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

结果得到的是补码，正数的补码即为原码，所以~（-1）的结果是0。