Java 的位运算符和移位运算符

        Java 语言有很多运算符,其中位运算符和移位运算符在实际基于业务需求编程时很少用到。但需要用到它们时,却忘记了它们的具体的使用方式。这里就将这两类很容易被忽视的运算符做一个总结。

        位运算符有四种:与(&),或(|),非(~),异或(^)。 位运算符演示:
与(&):与运算,当两个操作数均为 1 时,结果为 1,否则为 0。如 1100&1010=1000
或(|):或运算,当两个操作数之一为 1 时,结果为 1,否则为 0。如 1100|1010=1110
非(~):非运算,0 变 1,1 变 0。
异或(^):异或运算,当两个操作数不同时,结果为 1,否则为 0。如 1100^1010=0110

        移位运算符有三种:带符号右移(>>),无符号右移(>>>),左移(<<)。 移位运算符演示:
带符号右移(>>):带符号的移位处理,它作位移处理时,会先将值向右移,并在高位补 0。然后将移位后被补 0 的高位,全部改成原来的最高位的值(代表正负号的位)。也就是说负的值移位后,仍然是负的值,比如:
    -10 >> 2 = -3
    -10 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
    右移 2 位:0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101
    右移后的最高两位补了 0,但由于是负数,两个 0 全要改为 1(负数标识)
    最终结果:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101

无符号右移(>>>):无符号的移位处理,它不会将所处理的值的最高位视为正负符号,所以做移位处理时,会直接在空出的高位填入 0。当我们要做移位的原始值并非代表数值时(例如:表示颜色图像的值,最高位并非正负号),可能就会需要使用此种无符号的移位。比如:
    -10 >>> 2 = 1073741821
    -10 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
    右移 2 位:0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101
    最终结果 0x3FFFFFFD = 1073741821

左移(<<):此操作符是左移操作。它不会将所处理的值的最高位视为正负符号,它做移位处理时,会先将值向左移,并在低位补 0。由于不对最高位进行处理,因此移位前和移位后的值的正负会改变。

所以,没有所谓的 <<< 运算符只说了。

        这里补充一下 Java 对负数的处理。Java 里的基本类型,都是带符号的。Java 中,最高位被视作符号位,因此正数的最高位一定为 0,负数的最高位一定为 1。 使用补码表示负数:
如,数字 -5,它的二进制如何表示?
             5 = 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
按位取反(反码)  = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010
反码 + 1(补码) = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
          即 -5 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011


给定一个负数的二进制,怎么知道它是负几呢?由于负数是用补码来表示的,而补码又是在反码的基础上加 1 得到的。因此:
1. (补码 - 1),即(负数的二进制表达式 - 1),得到反码
2. 对反码按位取反,得到的二进制,就是负数的绝对值了。

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