Java二進(jìn)制操作（動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理）

移位

位運(yùn)算中大多數(shù)操作都是向左移位和向右移位。在Java中，這對(duì)應(yīng)著<<和>>這兩個(gè)操作符，示例如下：

/* 00000001 << 1 = 00000010 */
1 << 1 == 2 
/* 00000001 << 3 = 00001000 */
1 << 3 == 8
/* 11111111 11111111 11111111 11110000 >> 4 = 11111111 11111111 11111111 11111111 */
0xFFFFFFF0 >> 4 == 0xFFFFFFFF 
/* 00001111 11111111 11111111 11111111 >> 4 = 00000000 11111111 11111111 11111111 */
0x0FFFFFFF >> 4 == 0x00FFFFFF

注意：向右移位是有符號(hào)操作符。和許多語(yǔ)言一樣，Java使用最高位來(lái)表示數(shù)值的正負(fù)，負(fù)數(shù)的最高位永遠(yuǎn)為1。一個(gè)以1開(kāi)頭的二進(jìn)制數(shù)移位后還將以1開(kāi)頭，一個(gè)以0開(kāi)頭的二進(jìn)制樹(shù)移位后還將以0開(kāi)頭。所以要小心：Java是可以在整數(shù)中進(jìn)行位運(yùn)算的。

你可以使用叫作“無(wú)符號(hào)右移”運(yùn)算符的第三個(gè)操作符：>>> 來(lái)實(shí)現(xiàn)以“0”填充的移位，這種移位會(huì)忽略符號(hào)位并總是用“0”來(lái)填充。

/* 10000000 00000000 00000000 00000000 >>> 1 = 01000000 00000000 00000000 00000000 */
0x80000000 >>> 1 == 0x40000000
/* 10000000 00000000 00000000 00000000 >> 1 = 11000000 00000000 00000000 00000000 */
0x80000000 >> 1 == 0xC0000000

最大的用途之一是迅速求2的冪。1向左移位1位是2，移2位是4，移3位是8…… 相似的，向右移1位相當(dāng)于是把該數(shù)除以2。

另一個(gè)用途便是創(chuàng)建掩碼。位掩碼可用于屏蔽或者修改一個(gè)二進(jìn)制數(shù)中的某些指定位，下一部分會(huì)進(jìn)行詳細(xì)講解。假如我們想要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)

00001000的掩碼，代碼十分簡(jiǎn)單：

int bitmask = 1 << 3;

你可以使用位運(yùn)算操作符來(lái)創(chuàng)建更復(fù)雜的掩碼，下一部分同樣會(huì)講解位運(yùn)算操作符。

位運(yùn)算操作符

以下是Java中四個(gè)常見(jiàn)的位操作符：

•  ~ – 按位取反
•  & – 按位與
•  ~ – 按位異或
•  | – 按位或
•  簡(jiǎn)單應(yīng)用如下（簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只展示二進(jìn)制）

1010 & 0101 == 0000
1100 & 0110 == 0100
1010 | 0101 == 1111
1100 | 0110 == 1110
~1111 == 0000
~0011 == 1100
1010 ^ 0101 == 1111
1100 ^ 0110 == 1010

比如，你可以通過(guò)“或”運(yùn)算，把一個(gè)二進(jìn)制數(shù)上的指定位“設(shè)置”為1，并且不會(huì)影響到其他位。

10000001 | 00100000 = 10100001 /* 第五位設(shè)為1 */
10000001 | 1 << 5 = 10100001 /* 同樣作用 */
00000000 | 1 << 2 | 1 << 5 = 00100100

如果你想要選擇性的把某位設(shè)為0，你可以讓數(shù)與一個(gè)全1但是某位為0的數(shù)相與。

01010101 & ~(1<<2) == 01010101 & 11111011 == 01010001

關(guān)于位順序

假設(shè)最高位是在左邊：

10010110
^   ^
|   |------- 第 0 位
|
|-------------- 第 7 位

注意，第0位的值是2^0，第一位是2^1，……，第7位的值是2^7。

使用ParseInt

在你的代碼里操作二進(jìn)制數(shù)字的便利方法是使用Integer.parseInt()方法。Integer.parseInt(“101″,2)代表著把二進(jìn)制數(shù)101轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)（5）。這意味著，利用這個(gè)方法你甚至可以在for循環(huán)里使用二進(jìn)制數(shù)字：

/* 從5到15的循環(huán) */
for (int b = Integer.parseInt("0101",2); b <= Integer.parseInt("1111",2); b++) {
  /* 做些什么 */
}

位讀寫(xiě)

建議：自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)用來(lái)把二進(jìn)制位（比特）轉(zhuǎn)換為流并讀寫(xiě)的類(lèi)，盡量不要使用Java的輸入輸出流，因?yàn)镴ava的流只能按字節(jié)操作。你會(huì)覺(jué)得“給我接下來(lái)的N個(gè)比特”和“把指針往前移M位”這種功能是非常實(shí)用的。比如，你可以讀取足夠的數(shù)據(jù)來(lái)確定最長(zhǎng)的霍夫曼編碼的長(zhǎng)度，當(dāng)你得到你剛剛讀取的霍夫曼編碼的實(shí)際長(zhǎng)度之后，你就可以把指針往前移相應(yīng)長(zhǎng)度。一個(gè)這樣的類(lèi)可以把位運(yùn)算丑陋的一面劃分成一個(gè)眼熟的代碼塊。

類(lèi)似的，如果你追求速度的話，那你會(huì)意外的發(fā)現(xiàn)表查找是如此強(qiáng)大。假如你有一個(gè)霍夫曼編碼以0開(kāi)頭，并且其他的編碼長(zhǎng)度均為3而且以1開(kāi)頭，這意味著你需要一個(gè)可以容納8(2^3)個(gè)項(xiàng)的表格，你的表格可能是這樣的：

char code[8];
int codelen[8];
code[0] = 'a'; codelen[0] = 1;
code[1] = 'a'; codelen[1] = 1;
code[2] = 'a'; codelen[2] = 1;
code[3] = 'a'; codelen[3] = 1;
code[4] = 'b'; codelen[4] = 3;
code[5] = 'c'; codelen[5] = 3;
code[6] = 'd'; codelen[6] = 3;
code[7] = 'e'; codelen[7] = 3;

通過(guò)兩次查找，你就可以定位到你要找的字符，并且還可以知道下一個(gè)字符在前面多少位置。這可要比某些一遍遍的循環(huán)去查找全部字符要?jiǎng)澦愕亩?，也更?jié)省內(nèi)存。

以上所述是小編給大家介紹的Java二進(jìn)制操作（動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理），希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)億速云網(wǎng)站的支持！