位运算(&、|、~、^、<<、>>、>>>)、二进制与十进制转换,懂了!!!

  • 文章全文,都以byte类型表示数(1字节,8位)

二进制 -> 十进制

需求:将 10010100 转成 10 进制数

1 0 0 1 0 1 0 0
符号位 (-) 26*0 25*0 24*1 23*0 22*1 21*0 20*0
- 0 0 16 0 4 0 0 -20

十进制 -> 二进制

需求:将 -20 转成 二进制

  1. 将 十进制数 除以 2 ,得出的商再除以2,一直除到商为0。

  2. 将余数倒叙排列,这里以byte类型(一个字节,8比特位)为例,得出的余数不足8位,从高位开始补齐。
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  3. 补充符号位,正为0,负为1
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原码 ->反码-> 补码

正数的原码、反码、补码都是一样的。下面主要说一下负数,以“-13”为例。

  • 参照 十进制转二进制,求出 -13的原码 为 10001101。
  1. 原码 ->反码,符号位不变,其余取反。
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  2. 反码 -> 补码,反码基础上 加1。补码才是计算机中存储的二进制数
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补码->反码->原码


&(按位与)

参加运算的两个二进制数,同时为1,才为1,否则为0。举例 3&5=1。

在这里插入图片描述


|(按位或)

参加运算的两个二进制数,一个为1就为1,否则为0。2 | 4=6

在这里插入图片描述


^(按位异或)

参加运算的两个二进制数,位不同则为1,位相同则为0。6^7=1

在这里插入图片描述


~(按位非)

需要一个操作数,非运算会将该数的底层二进制码(补码)取反。~ -5 =4

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<< (左位移运算符)

注:位移补码,而非原码。。。

将二进制码整体左移指定位数,左移后空出来的位用“0”填充,例如 -5 << 2 = -20

-5 二进制码
原码 1000 0101
反码 1111 1010
补码 1111 1011

补码左位移两位。

1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 移出去的被截断,后面补充两个0

最终得到了 11101100,注意:此时还是补码,需要转换成原码。

二进制码 备注
补码 11101100 补码减1得反码
反码 11101011 首位不变,其余取反得原码
原码 10010100 十进制转二进制,得 -(24+22)= -20

>>(右位移运算符)与 >>>(无符号右位移运算符)

>> 把操作数的二进制码右位移指定位数,左边空出来的位以原来的符号位填充。原来是负数就填充1,原来是正数就填充0。符号位不变。

  • 举例: -5 >> 2 【把 -5 的底层机器数(补码)右移 2位。移动的都是补码,千万别蒙。机器中存储的都是数值的补码形式。】

-5的补码为1111 1011

1 1 1 1 1 0 1 1 结果
1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 -2

注:得到的是补码。需要求出原码。值为-2,过程省略。。。


>>>把操作数的二进制码右位移指定位数,左边空出来的位以0填充。无符号位右移结果总是一个正数。

  • 举例: -5 >>> 2【无符号右移,用0填充,结果总是正数。】
1 1 1 1 1 0 1 1 结果
0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 62

注:正数的原码、反码、补码都是一样的。

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