位运算详解

位运算

大概可以分为两类

与：两个是1才是1
或：只要有一个是1就是1
异或：只有11跟或不同，其他一样。（更好的记忆方式：相同是0）
取反：0变1，1变0

左移：乘以2（不是变为原来的2倍大!! -8 << 1 变成 -16，是原来的一半了，是乘以2）
右移：乘以1/2
无符号右移：正数跟 “右移” 是一样的效果（乘以2），负数好像没规律。
无符号左移：不存在这种

无符号左移 和 无符号右移，究竟哪个是不存在的，有时候容易记混，就记住只有往右边移动的时候才需要考虑补0还是1就行了。往左边移动只有一种可能，即补0.

详细

1、“与” 运算（&）

运算规则： 两个参与运算的数据，按照它们的二进制位进行运算，只有两个位都是1的时候结果才是1，否则是0。例如1&1=1，1&0=0，0&1=0，0&0=0

举例： 3&5=? 首先将3换算成成2二进制数，3是 0000_0011，5是 0000_0101，则

 0000_0011
&0000_0101
=0000_0001
 即结果是十进制的1

补充：1、负数按补码的形式参与 “与” 运算。

用途：

1）将某些位的值变成0

比如 0010_1010，如果跟 0000_1100按位 "与"，就是把高4位以及低2位变成0，结果如  0000_1000

2）检测某个位的值是不是1

比如有个值是 0000_0101，它的每个位代表着一个开关，0是关1是开，我怎么知道某个位上的值是什么?

比如和 0000_0001按位 "与" 就可以得到右边第一位是不是1，检测右边第二位是否1可以跟 0000_0010 按位 "与"，如此类推...

3）取一个数的某几位的值（其实跟第二种用法差不多）

比如，有个值是 0010_0101，要取高4位，就跟 1111_0000 运算得到 0010_0000；要取低4位，就跟 0000_1111 运算得到 0000_0101；要取指定位上的值，只要跟那个位上是1的数进行按位 "与" 就行了。

其实原理就是可以用1去试探，只有原来的值是1才会得到1，原来是0，也得到0，所以得到什么值表示了原来是什么值

2、“或” 运算（|）

运算规则： 将两个要运算的数据，按照它们的二进制位，进行 “或” 运算，即只要有一个是1，结果就是1。如：1|0=1，0|1=1，1|1=1，0|0=0

举例： 3|5=? 换算一下，3是 0000_0011，5是 0000_0101，则

 0000_0011
|0000_0101
=0000_0111
即结果是十进制的7

补充：1、负数的按位 “或” 要转换为补码的形式再进行计算。

用途：

1）把某个位上的值改成1

例如 0000_0101，要把右边第二位改成1，只要和 0000_0010 按位 "与" 即可。

3、“异或” 运算（^）

运算规则： 异或，就是特殊的 “或”，在或的基础上改一下。0|0=0，0|1=1，1|0=1，1|1=0，加粗的就是跟 “或” 不一样的。

举例： 3^5，3转成二进制，则

 0000_0011
^0000_0101
=0000_0110
即十进制的6

用途：

1）让一个数的位0变1，1变0（有人疑惑，这不是取反运算符也可以吗?，不同，这个可以按自己需要指定哪几位）

比如有个值 0100_0101，我想翻转，则跟 1111_1111 进行按位 "异或"，得到 1011_1010

2）与0相异或，保留原值 ，1010_1110 ^ 0000 0000 = 1010_1110。

4、取反运算（~）

运算规则： 取反，很简单，就是_0=1，1=0。它是单目运算符

举例： ~3

 ~0000_0011=1111_1100，即十进制的252

用途：

就是取反的用途。

5、左移运算（<<）

正数负数都是相同的处理方式：高位溢出的丢弃，低位不足的补0

效果：值乘以2。但有些情况会溢出得到负数。

如图：short是2字节即8位的， a << 1 确实是结果乘以2，但是 a << 2 的时候高位的1也被舍去了。
如果short不是2字节，比如说是3字节，这个1就不会被舍弃，然后 “左移1位就是乘以2” 的结论也不会打破。之所以左移变成了负数，就是因为乘以2的值大于边界了。

6、右移运算（>>）

正负数的右移处理方式不同

• 正数：高位补0，低位溢出的舍去
• 负数：高位补1，低位溢出的舍去

7、无符号右移（>>>）

正数的右移(>>)和无符号右移动(>>>)应该是完全等价的
(所以看到了ArrayList的扩容，使用的是 >> 而没有使用>>>，其实是等价的。int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);)

>>> 运算符把 expression1 的各个位向右移 expression2 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）。

无符号右移就是不管是正数还是负数高位补0（跟右移不一样，右移要兼顾正负符号，正数右移补0，负数右移补1，而 “无符号右移” 不区分，一律补0

8、无符号左移(<<<)

注意注意，是没有这种。