Java与位运算符

单与(&)

运算规则

​ 0&0=0;

​ 0&1=0;

​ 1&0=0;

​ 1&1=1;

​ 即:两位同时为“1”,结果才为“1”,否则为0

其他:
  • 负数按补码形式参加按位与运算。

  • 清零。如果想将一个单元清零,即使其全部二进制位为0,只要与一个各位都为零的数值相与,结果为零。

  • 找一个数,对应X要取的位,该数的对应位为1,其余位为零,此数与X进行“与运算”可以得到X中的指定位。

​ 例:设X=10101110,

​ 取X的低4位,用 X & 0000 1111 = 0000 1110 即可得到;

​ 还可用来取X的2、4、6位。

双与(&&)

运算规则

与&相同

短路效果

&&具有短路效果(可以提高一点效率),若左边是false,则右边不执行

单或(|)

运算规则

0|0=0;

0|1=1;

1|0=1;

1|1=1;

即 :参加运算的两个对象只要有一个为1,其值为1。

其他
  • 负数按补码形式参加按位或运算。

  • 常用来对一个数据的某些位置1。

​ 方法:找到一个数,对应X要置1的位,该数的对应位为1,其余位为零。此数与X相或可使X中的某些位置1。

​ 例:将X=10100000的低4位置1 ,用 X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。

双或(||)

运算规则

与|相同

短路效果

||具有短路效果(可以提高一点效率),左边是true,右边不执

非(~)

运算规则

~1=0;

~0=1;

即:对一个二进制数按位取反,即将0变1,1变0。

其他

使一个数的最低位为零,可以表示为:a&~1。

~1的值为1111111111111110,再按“与”运算,最低位一定为0。

“~”运算符的优先级比算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和其他运算符都高。

异或(^)

运算规则

0^0=0;

0^1=1;

1^0=1;

1^1=0;

即:参加运算的两个对象,如果两个相应位为“异”(值不同),则该位结果为1,否则为0。

(相同为0,不同为1)

其他

交换律:A^B=B^A

结合律:A^B^C=A^(B^C)=(A^B)^C

自反律:A^B^B=A^0=A X^X=0 ,X^0=X

  • 使特定位翻转 找一个数,对应X要翻转的各位,该数的对应位为1,其余位为零,此数与X对应位异或即可。

​ 例:X=10101110,使X低4位翻转,用X ^ 0000 1111 = 1010 0001即可得到。

  • 与0相异或,保留原值 ,X ^ 0000 0000 = 1010 1110。

同或 (XNOR)

运算规则

0^0=1;

0^1=0;

1^0=0;

1^1=1;

即:参加运算的两个对象,如果两个相应位为“同”(值相同),则该位结果为1,否则为0。

(相同为1,不同为0)

其他

Java语言中,没有针对同或的运算符,不过可以使用异或运算符实现:

A XNOR B = ~(A^B)

左移运算符(<<)

运算规则

将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位(左边的二进制位丢弃,右边补0)。

例:a = a << 2 将a的二进制位左移2位,右补0,

左移1位后a = a * 2;

若左移时舍弃的高位不包含1(未覆盖有值位),则每左移一位,相当于该数乘以2。

右移运算符(>>)

运算规则

A >> B

将一个数的各二进制位全部右移若干位,正数左补0,负数左补1,右边丢弃。

操作数每右移一位,相当于该数除以2。

例如:a = a >> 2 将a的二进制位右移2位,

左补0 or 补1 得看被移数是正还是负

运算符把 A 的所有位向右移 B指定的位数。A 的符号位被用来填充右移后左边空出来的位。向右移出的位被丢弃。

例如,下面的代码被求值后,temp 的值是 -4:

-14 (即二进制的 11110010)右移两位等于 -4 (即二进制的 11111100)。

var temp = -14 >> 2

无符号右移运算符(>>>)

运算规则

A >>> B

运算符把 A 的各个位向右移 B 指定的位数。右移后左边空出的位用零来填充。移出右边的位被丢弃。

例如:var temp = -14 >>> 2

变量 temp 的值为 -14 (即二进制的 11111111 11111111 11111111 11110010),向右移两位后等于 1073741820 (即二进制的00111111 11111111 11111111 11111100)。

不同长度的数据进行位运算

如果两个不同长度的数据进行位运算时,系统会将二者按右端对齐,然后进行位运算。

以“与”运算为例说明如下:我们知道在C语言中long型占4个字节,int型占2个字节,如果一个long型数据与一个int型数据进行“与”运算,右端对齐后,左边不足的位依下面三种情况补足,

(1)如果整型数据为正数,左边补16个0。

(2)如果整型数据为负数,左边补16个1。

(3)如果整形数据为无符号数,左边也补16个0。

如:

  • long a=123;int b=1;计算a & b。
  • long a=123;int b=-1;计算a & b。
  • long a=123;unsigned int b=1;计算a & b

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