Java编程(位运算符)

二进制运算符

　　由于计算机内部的数据都以二进制的形式存在，所以在Java语言中提供了直接操作二进制的运算符，这就是下面要讲解的位运算符和移位运算符。

　　使用二进制的运算符，可以直接在二进制的基础上对数字进行操作，执行的效率比一般的数学运算符高的多，该类运算符大量适用于网络编程、硬件编程等领域。

　　二进制运算符在数学上的意义比较有限。

　　在Java代码中，直接书写和输出的数值默认是十进制，Java代码中无法直接书写二进制数值，但是可以书写八进制和十六进制数字，八进制以数字0开头，例如016，十六进制以数字0和x开头，例如0x12，0xaf等等。

　　在计算二进制运算时，Java语言的执行环境（JRE）首先将十进制的数字转换为二进制，然后进行运算。如果输出结果的值，则数字会被转换成十六进制进行输出。

　　需要注意的是：

　　1、正数的机器数是原码，负数的机器数是补码，计算时需要小心。关于二进制和补码的计算可以参看《Java编程那些事儿7——进制的概念》和《Java编程那些事儿8——计算机内部的数据表达》。

　　2、整数型的计算结果都是int型，而不管是对byte还是short进行二进制运算。

　　位运算符

　　Java语言中的位运算符主要有4种：&（位与）、|（位或）、^（异或）和~（按位取反），下面依次介绍运算规则和使用示例。

　　l &（AND）

　　运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位都为1，则运算结果为1，否则为0.适用场合：屏蔽数字中某一位或某些位。因为任何数和0与都是0.示例代码：

　　int a = 4；

　　int b = 10；

　　int c = a & b；

　　计算过程：

　　4的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

　　10的二进制形式为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

　　按照计算规则，结果为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

　　这个数字转换为十进制就是数字0 l | （OR）

　　运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位有一个为1则为1，否则为0.适用场合：将数字中某一位或某些位修改成1.因为1和任何数或都是1.示例代码：

　　int b = -10；

　　int c = a | b；

　　10的二进制形式为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

　　Examda提示: 按照计算规则，结果为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

　　这个二进制数转换为十进制就是数字-10. l ^（XOR）

　　运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位相同为零，不相同为1.适用场合：判断数字对应的位是否相同。

　　示例代码：

　　int c = a ^ b；

　　按照计算规则，结果为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110

　　这个数字转换为十进制就是数字14 l ~（NOT）

　　运算规则：只操作一个数字，将该数字中为1的位变成0，为0的位变成1.适用场合：反转数字的内容示例代码：

　　int c = ~a；

　　按照计算规则，结果为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

　　这个数字转换为十进制就是数字-5.其实位运算和实际的应该实现保持一致，也就是提供的电路级运算符号，每种运算符都有对应的电路实现。

　　实际使用简单示例：

　　把任意数字转换为正数

　　假设n是一个任意的整数，则把n转换为正数的代码为：

　　int m = n & 0x7fffffff；

　　判断任意数字倒数第三位的值是否为1假设n是一个任意的整数，则判断的代码为：

　　int m = n & 0x4；

　　boolean b = （m ！= 0）；

　　将任意数字倒数第四位置为

　　假设n是一个任意的整数，则代码为：

　　int m = n | 0x8；

在Thinking   in   Java第三章中的一段话:

移位运算符面向的运算对象也是二进制的“位”。可单独用它们处理整数类型（主类型的一种）。左移位运算符（ < <）能将运算符左边的运算对象向左移动运算符右侧指定的位数（在低位补0）。“有符号”右移位运算符（> > ）则将运算符左边的运算对象向右移动运算符右侧指定的位数。“有符号”右移位运算符使用了“符号扩展”：若值为正，则在高位插入0；若值为负，则在高位插入1。Java也添加了一种“无符号”右移位运算符（> > > ），它使用了“零扩展”：无论正负，都在高位插入0。这一运算符是C或C++没有的。

若对char，byte或者short进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换成一个int。只有右侧的5个低位才会用到。这样可防止我们在一个int数里移动不切实际的位数。若对一个long值进行处理，最后得到的结果也是long。此时只会用到右侧的6个低位，防止移动超过long值里现成的位数。但在进行“无符号”右移位时，也可能遇到一个问题。若对byte或short值进行右移位运算，得到的可能不是正确的结果（Java   1.0和Java   1.1特别突出）。它们会自动转换成int类型，并进行右移位。但“零扩展”不会发生，所以在那些情况下会得到-1的结果。