Java异或操作：程序员的“魔术开关“

Java异或操作：程序员的"魔术开关"

一、异或运算：二进制界的"找不同"游戏

异或运算（XOR）就像玩"大家来找茬"：

• 规则：两位相同出0，不同出1
• 符号：Java中用 ^ 表示
• 口诀：“同0异1”（相同为0，不同为1）

System.out.println(1 ^ 1); // 输出0 → 相同
System.out.println(0 ^ 1); // 输出1 → 不同
System.out.println(true ^ false); // 输出true → 不同

二、三大神奇特性（异或的"超能力"）

1. 自反性：开关原理

int a = 5;
int b = a ^ a; // 结果是0 → 就像开关按两次恢复原状

2. 交换律：密码交换

int x = 10, y = 20;
x = x ^ y;
y = x ^ y; // 神奇的交换！
x = x ^ y; // 不用临时变量
System.out.println(x); // 20
System.out.println(y); // 10

3. 结合律：多重加密

int key1 = 123, key2 = 456;
int data = 789;
int encrypted = data ^ key1 ^ key2; // 双重加密
int decrypted = encrypted ^ key2 ^ key1; // 按顺序解密

三、实战应用场景

1. 简易加密/解密

String text = "Hello";
char secretKey = 'K';

// 加密过程
char[] chars = text.toCharArray();
for(int i=0; i<chars.length; i++){
    chars[i] ^= secretKey; // 每个字符与密钥异或
}
String encrypted = new String(chars);

// 解密（同样的操作）
for(int i=0; i<chars.length; i++){
    chars[i] ^= secretKey;
}
String decrypted = new String(chars);

2. 数据校验（奇偶校验）

byte[] data = {0x01, 0x02, 0x03};
byte checksum = 0;
for(byte b : data){
    checksum ^= b; // 计算校验和
}
System.out.printf("校验和: 0x%02X", checksum);

3. 找单身狗（LeetCode经典题）

// 找出数组中只出现一次的数字（其他都出现两次）
int[] nums = {4, 1, 2, 1, 2};
int single = 0;
for(int num : nums){
    single ^= num; // 成对的会抵消
}
System.out.println(single); // 输出4

四、注意事项（容易踩的坑）

1. 优先级陷阱：

   // 异或优先级低于比较运算符
   boolean result = 1 == 2 ^ 2 == 2; // 实际是 (1==2) ^ (2==2)
   

2. 类型转换问题：

   byte a = 127;
   byte b = 1;
   byte c = (byte)(a ^ b); // 必须强制转换
   

3. 布尔运算的妙用：

   // 条件1和条件2有且仅有一个成立
   if(condition1 ^ condition2){
       // 相当于 condition1 != condition2
   }
   

五、性能对比（异or或？）

操作	示例	特点
按位或	`a	b`
按位异或	a ^ b	不同则1
逻辑或	`a

冷知识：异或运算比乘法快10倍以上！

六、趣味扩展：异或画图

用异或实现"橡皮擦"效果（鼠标反复划过会恢复背景）：

// 伪代码示例
graphics.setXORMode(Color.WHITE); // 设置异或模式
graphics.drawLine(x1, y1, x2, y2); // 第一次画线
graphics.drawLine(x1, y1, x2, y2); // 第二次在同一位置画会消失！

总结

异或运算就像程序世界的：

• 魔术师：能实现数据交换/加密
• 侦探：能找出异常数据
• 清洁工：能快速清零变量

记住它的核心口诀：“相同为0，不同为1”。下次遇到需要：

• 不用临时变量交换值
• 简单加密数据
• 找数组中唯一数

不妨试试这个神奇的位运算！ ✨