java 位运算
public class BitOperate {
public static void bitCalc() {
byte a = 12,b=10;
byte c = -12,d=-10;
/**
* 1、按位与 &
* (AND)
* 运算方法：当两边操作数的位同时为1时，结果为1，否则为0
*
* 注意：符号位也会参与运算
*/
// 12二进制表示(1100),10二机制(1010)
System.out.println("正数与运算："+(a&b)); //1100&1010=1000 == 8
//注意：负数计算机用补码表示：
// -12：11110100, -10：11110110
System.out.println("负数与运算："+(c&d)); //(11110100)补=(10001100)原 == -12
//
System.out.println("正负数与运算："+(a&d));//00001100&11110110 = 00000100 == 4
System.out.println();
/**
* 2、按位或 |
* (OR)
* 运算方法：当两边操作数的位有一边为1时，结果为1，否则为0
*
*/
System.out.println("正数或运算："+(a|b)); //1100|1010=1110 == 14
// -12：11110100, -10：11110110
System.out.println("负数或运算："+(c|d)); //(11110110)补=(10001010)原 == -10
// 12：00001100, -10：11110110
System.out.println("正负数或运算："+(a|d)); //(11111110)补=(10000010)原 == -2
System.out.println();
/**
* 3、按位非 ~
* (NOT)
* 运算方法：操作数的位0变1,1变0
*
*/
// 12: 00001100
System.out.println("正数非运算："+ (~a)); //11110011=(10001101)原 == -13
// -12: 11110100
System.out.println("负数非运算："+ (~c)); //00001011 == 11
System.out.println();
/**
* 4、按位异或 ^
* (XOR)
* 运算方法： 对比每个数位上的0或1如果相同，那么结果就取0，如果不同就取1
*
*/
// 12: 00001100), 10: 00001010)
System.out.println("正数异或运算："+ (a^b)); //000000110 == 6
// -12：11110100, -10：11110110
System.out.println("负数异或运算："+(c^d)); //00000010 == 2
// 12：00001100, -10：11110110
System.out.println("正负数异或运算："+(a^d)); //(11111010)补=(10000110)原 == -6
System.out.println("--------------------------------------------");
/**
* 移位运算
*
* 概念：
* 移位运算符就是在二进制的基础上对数字进行平移。
*
* 分类：
* 按照平移的方向和填充数字的规则分为三种：<<（左移）、>>（带符号右移）和>>>（无符号右移）。
*
* 运算方式：
* 在移位运算时，byte、short和char类型移位后的结果会变成int类型，
* 对于byte、short、char和int进行移位时，规定实际移动的次数是移动次数和32的余数，
* 也就是移位33次和移位1次得到的结果相同。
* 移动long型的数值时，规定实际移动的次数是移动次数和64的余数，
* 也就是移动66次和移动2次得到的结果相同。
*
*
*/
/**
* 5、左移 <<
*
* 运算方法：
* 按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数，高位移出（舍弃），低位的空位补零。
*
* 数学意义：
* 在数字没有溢出的前提下，对于正数和负数，左移一位都相当于乘以2的1次方，左移n位就相当于乘以2的n次方。
*
*/
//before: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100
//after: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000 == 48
System.out.println("正数左移："+(a<<2)); //a*2*2 = 48
System.out.println("负数左移："+(c<<2)); //c*2*2 = -48
//数字溢出的情况：
//12
//before: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100
//<<28 after : 1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
//<<29 after : 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 -0补码代表最小负数2的31次方就是-2147483648
System.out.println("正数左移溢出："+(a<<28)); //-1073741824
System.out.println("正数左移溢出："+(a<<29)); //-2147483648
//-12
//before: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0100
//<<28after : 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
//<<28after : 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
System.out.println("负数左移溢出："+(c<<28)); //1073741824
System.out.println("负数左移溢出："+(c<<29)); //-2147483648
System.out.println();
/**
* 5、有符号右移 >>
*
* 运算方法：
* 按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数，低位移出（舍弃），高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1。
*
* 数学意义：
* 在数字没有溢出的前提下，右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方。
*
*/
//10 : 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//>>2after: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
System.out.println("正数有符号右移："+(b>>2)); //a/2*2 = 2
//-10：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
//>>2after: 111111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101
System.out.println("负数有符号右移："+(d>>2)); //-3
System.out.println();
/**
* 5、无符号右移 >>>
*
* 运算方法：
* 按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数,低位移出(舍弃),高位的空位补零。
* 对于正数来说和带符号右移相同，对于负数来说不同。
*
* 其他结构和>>相似。
*
*/
//10 : 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//>>>2after: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
System.out.println("正数无符号右移："+(b>>>2)); // 正数的情况与>>相同
//-10：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
//>>>2after: 001111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101
System.out.println("负数无符号右移："+(d>>>2)); //负数高位补0：1073741821
}
public static void main(String[] args) {
BitOperate.bitCalc();
}
}
运算结果：
正数与运算：8 负数与运算：-12 正负数与运算：4 正数或运算：14 负数或运算：-10 正负数或运算：-2 正数非运算：-13 负数非运算：11 正数异或运算：6 负数异或运算：2 正负数异或运算：-6 -------------------------------------------- 正数左移：48 负数左移：-48 正数左移溢出：-1073741824 正数左移溢出：-2147483648 负数左移溢出：1073741824 负数左移溢出：-2147483648 正数有符号右移：2 负数有符号右移：-3 正数无符号右移：2 负数无符号右移：1073741821
/**
* byte、short类型左移
*
* 会自动转换为int类型进行右移
*/
public static void bitShift() {
byte a = 64, b;
int i;
i = a << 2;
b = (byte) (a << 2);
System.out.println("Original value of a: " + a);
System.out.println("i (int): " + i + "----- b(byte): " + b);
}
结果：
Original value of a: 64 i (int): 256----- b(byte): 0
移位运算的总结：
1.对于左移运算：
1>每左移一个位，高阶位都被移出（并且丢弃），并用0填充右边。这意味着当左移的运算数是int 类型时，每移动1位，它的第31位就要被移出并且丢弃；当左移的运算数是long 类型时，每移动1位它的第63位就要被移出并且丢弃。
2>左移都可以使原来的操作数翻倍，程序员们经常使用这个办法来进行快速的2 的乘法。但是你要小心，如果你将1移进高阶位（31或63位），那么该值将变为负值。
3>在对byte 和short类型的值进行移位运算时 , Java将自动把这些类型扩大为 int 型，而且，移位后的值也是int 型;如果左移不超过31位，原来对应各位的值不会丢弃。但是，如果你对一个负的byte 或者short类型的值进行移位运算，它被扩大为int 型后，它的符号也被扩展，结果的高位就会被1填充。因此，为了得到正确的结果，你就要舍弃得到结果的高位。这样做的最简单办法是将移位运算的结果再转换成byte 型 。
2.对于右移运算：每右移一次，就相当于将该值除以2并且舍弃了余数。你可以利用这个特点将一个整数进行快速的2的除法。当然，你一定要确保你不会将该数原有的任何一位移出。
3.无符号右移（>>>）与右移的区别：每一次右移，>>运算符总是自动地用它的先前最高位的内容补它的最高位。这样做保留了原值的符号。而无符号移动总是在高位（最左边）补0。
4.与C、C++不同,Java中没有无符号型整数,而且明确规定了整型和浮点型数据所占的内存字节数,这样就保证了安全性、鲁棒性和平台无关性。