Java位运算符详解

Java中所支持的位运算符一共有7个

&：按位与。当两位同时为1时才返回1。

|：按位或。只要有一位为1即可返回1。

~：按位非。单目运算符，将操作数的每个位（包括符号位）全部取反。

^：按位异或。当两位相同时返回0，不同时返回1。

<<：左移运算符。

>>：右移运算符。

>>>：无符号右移运算符。

注（上面所说的两位相同，指的是参与运算的两位整数的补码，也就是存储在计算机中的形式）

一般来说，位运算符只能操作整数类型的变量或值。

要想搞清楚这几个运算符是如何运算的，首先要弄明白几个概念。
我们知道数据在计算机中的存储形式都是二进制，整数自然也是这样。
这里涉及几个概念

原码、反码、补码。

原码就是将数字转换成二进制。
反码就是将原码的每位取反（如果是0，那就变成1。如果是1，那就变成0。符号位不变）。
补码就是在反码的基础上+1。

原码其实就是为了方便人类去看，补码是数字在计算机中存在的形态。
所以上面我们所说的运算符其实都是对数字的补码进行运算。
不太明白的请看这里关于原码，反码，补码的介绍

下面举个例子（我们用8位来表示，最前面一位表示符号位）
int a = 3；
原码：0000 0011
反码：0000 0011
补码：0000 0011
发现没，正数的原码，反码，补码都是一样的。其实反码跟补码都是为负数设计的。
int b = -3;
原码：1000 0011
反码：1111 1100
补码：1111 1101
可以看到，负数的原码到反码是各位取反（这里说的取反就是0变1,1变0）符号位不变。
反码到补码直接+1；

& 同为1则为1 否则为0

举个栗子：
5&9
5 补码 0000 0101
9 补码 0000 1001
结果 0000 0001
也就是1；

| 一位为1 则返回1

5|9
5 补码 0000 0101
9 补码 0000 1001
结果 0000 1101
也就是13；

~ 将操作数的每位取反

~-5
-5 补码 1111 1011
取反 0000 0100
结果也就是4；

^ 两位相同时返回0，不同时返回1

5^9
5 补码 0000 0101
9补码 0000 1001
结果 0000 1100
也就是12；

<<：左移运算符 将操作数的二进制码整体左移指定位数，右边空出的以0填充

-5<<2
首先算出-5的补码
1111 1011
左移两位 1110 1100 （将前面两位砍掉，整体左移，后面增加两位0。）
现在得到的是补码。
我们还要将补码转为原码。
其实就是原码->补码的反过程
先-1得到反码
1110 1011
然后取反得到原码
1001 0100
结果
-20；

>>：右移运算符 将操作数的二进制码整体右移指定位数，左边空出的以符号位填充（如果是正数，就是以0填充。如果是负数，就是以1填充。）

-5>>2
-5的补码
1111 1011
右移两位得到
1111 1110
再转为原码
1000 0010
结果
-2；

>>>无符号右移运算符 将操作数的二进制码整体右移指定位数，左边空出来的位总是以0填充。

-5>>>2
1111 1011
右移两位，空出来的以0填充，所以得到的结果总是正数
0011 1110
而且大的惊人 2的30次方-2 1073741822;

注 关于移位运算还要遵循以下几个规则

对于低于Int类型（如byte、short、char）的操作数总是先自动类型转换为int类型后再移位。

对于Int类型的整数移位a>>b,当b>32时，系统会用b对32求余（因为int类型只有32位），得到的结果才是真正移位的位数。例如，a>>33和a>>1的结果是完全一样的，而a>>32和a相同。

对于long类型的整数移位a>>b，当b>64时，总是先用b对64求余（因为long类型是64位），得到的结果才是真正移位的位数。

当进行位移运算时，只要被移位的二进制码没有发生有效位的数字丢失（对于正数而言，通常指被移出的位全部都是0），可以发现左移n位就相当于乘以2的n次方，右移n位则是除以2的n次方。不仅如此，进行移位运算不会改变操作数本事，只是得到了一个新的运算结果，而原来操作数本事是不会改变的。

ok，到此7种位运算符介绍完毕，虽然我们平时工作开发中可能不怎么用到，但是在看源码的时候，你会发现里面好多地方都在用这些运算符，所以弄清楚了有助于我们去看懂别人的代码。
如果有什么不对的地方，还望帮忙指正，以免误导他人。

参考资料（疯狂JAVA讲义第三版）

链接：https://www.jianshu.com/p/59dd834de07d