Java的位運算（bitwise operators）

Java的位運算（bitwise operators）直接對整數(shù)類型的位進行操作，這些整數(shù)類型包括long、int、short、char和 byte，位運算符具體如下表：

左移位（<<）?

程序：

public class LeftMoving{

? ? public static void main(String[] args){

? ? ? ? ? ?System.out.println("5<<3="+(5<<3));

? ? }

}

輸出結(jié)果：?

5<<3=40?

計算過程：?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 ? 5?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1000 ? 40

右移位（>>）?

正數(shù)?

程序：

public class PlusRightMoving{

? ? public static void main(String[] args){

? ? ? ? ? ?System.out.println("5>>1="+(5>>1));

? ? }

}

輸出結(jié)果：?

5>>1=2?

計算過程：?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 ? 5?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 ? 2

負數(shù)?

程序：

public class NegativeRightMoving{

? ? public static void main(String[] args){

? ? ? ? ? ?System.out.println("-5>>1="+(-5>>1));

? ? }

}

輸出結(jié)果：?

-5>>1=-3?

計算過程：?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 ? -5?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 ? -3

無符號右移位（>>>）?

程序：

public class UnsignedRightMoving{

? ? public static void main(String[] args){

? ? ? ? System.out.println("-5>>>1="+(-5>>>1));

? ? }

}

輸出結(jié)果：?

-5>>>1=2147483645?

計算過程：?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 ? -5?

0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 ? 2147483645

補充個Java中的基本數(shù)據(jù)類型的相關(guān)知識。

這里包括了float和double兩個浮點型，在本文中對其不予考慮，因為位運算是針對整型的。進行位操作時，除long型外，其他類型會自動轉(zhuǎn)成int型，轉(zhuǎn)換之后，可接受右操作數(shù)長度為32。進行位運算時，總是先將短整型和字節(jié)型值轉(zhuǎn)換成整型值再進行移位操作的。?

程序：

public class ByteLeftMoving{??

public static void main(String[] args){??

? ? ? ? byte b = 127;??

? ? ? ? System.out.println("b<<3="+(b<<3));??

? ? ? ? System.out.println("(byte)(b<<3)="+(byte)(b<<3));??

? ? }??

}??

輸出結(jié)果：?

b<<3=1016?

(byte)(b<<3)=-8

程序：

public class CharLeftMoving{??

public static void main(String[] args){??

? ? ? ? char c = 'l';??

? ? ? ? System.out.println("c<<3="+(c<<3));??

? ? ? ? System.out.println("(char)(c<<3)="+(char)(c<<3));? ?

? ? }??

}??

輸出結(jié)果：?

c<<3=864?

(char)(c<<3)=?

以上兩個例子全部編譯通過，由此可以看出，當byte和char進行移位運算時不會發(fā)生錯誤，并且均按照整型進行計算，當計算結(jié)果超出byte或是char所能表示的范圍時則進行相應的轉(zhuǎn)換（分別輸出了結(jié)果-8和?）。

位運算中的操作數(shù)?

在進行移位運算時要注意整型和長整型在內(nèi)存中的位數(shù)（整型是32位，長整型是64位），如果移位操作數(shù)超出了該位數(shù)則取模計算，例如：int型數(shù)據(jù)是32位的，如果左移35位是什么結(jié)果？?

程序：

public class LeftMoving{??

? ? public static void main(String[] args){??

? ? ? ? ? ?System.out.println("5<<35="+(5<<35));??

? ? }??

}??

輸出結(jié)果：?

5<<35=40?

該結(jié)果與5<<3完全相同。?

無論正數(shù)、負數(shù)，它們的右移、左移、無符號右移 32位都是其本身，比如 -5<<32=-5、-5>>32=-5、-5>>>32=-5。?

一個有趣的現(xiàn)象是，把 1 左移 31 位再右移 31位，其結(jié)果為 -1。?

計算過程如下：?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001?

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111?

位運算要求操作數(shù)為整數(shù)，操作數(shù)不能是字符串也不能是小數(shù)。?

如下列程序：

public class BitMath{??

? ? public static void main(String[] args){??

? ? ? ? String s = "Hello";??

? ? ? ? long l = 99;??

? ? ? ? double d = 1.11;??

? ? ? ? int i = 1;??

? ? ? ? int j = 0;??

? ? ? ? System.out.println("j<<s="+j<<s);? ? //編譯錯誤語句? ??

? ? ? ? System.out.println("j<<d="+j<<d);? ? //編譯錯誤語句??

? ? ? ? System.out.println("i<<j="+i<<j);? ? //編譯可以通過??

? ? ? ? System.out.println("i<<l="+i<<l);? ? //編譯可以通過? ?

? ? }? ?

}??

由于位運算是二進制運算，不要與一些八進制數(shù)搞混，java中二進制數(shù)沒有具體的表示方法。

public class BitMath{

? ? public static void main(String[] args){

? ? ? ? System.out.println("010|4="+(010|4));

? ? }

}

輸出結(jié)果：?

010|4=12?

計算過程：?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 ?8?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 ?4?

進行“或”計算結(jié)果為：?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 ?12?

當位運算中遇見負數(shù)，必須把它轉(zhuǎn)成補碼（不知道什么是補碼的補習功課去）再進行計算，而不是使用原碼。?

程序：

public class BitMath{

? ? public static void main(String[] args){

? ? ? ? try {

? ? ? ? ? ? int x = -7;

? ? ? ? ? ? System.out.println("x>>1="+(x>>1));

? ? ? ? } catch(Exception e) {

? ? ? ? ? ? System.out.println("Exception");

? ? ? ? }

? ? }

}

輸出結(jié)果：?

x>>1=-4?

計算過程：?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 ?-7?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 ?-4

public class BitMath{??

? ? public static void main(String[] args){??

? ? ? ? int i = 1;??

? ? ? ? int j = -1;??

? ? ? ? System.out.println("1>>>31="+(i>>>31));? ?

? ? ? ? System.out.println("-1>>31="+(j>>31));? ??

? ? }? ?

}??

輸出結(jié)果：?

1>>>31=0?

-1>>31=-1?

程序：

public class BitMath{??

? ? public static void main(String[] args){? ??

? ? ? ? int a = 1;??

? ? ? ? a <<= 31;??

? ? ? ? a >>= 31;? ?

? ? ? ? a >>= 1;? ? ? ? ??

? ? ? ? System.out.println("a="+a);??

? ? ? ? int b = 1;? ?

? ? ? ? b <<= 31;? ??

? ? ? ? b >>= 31;? ??

? ? ? ? System.out.println("b="+b);? ?

? ? ? ? int c = 1;? ?

? ? ? ? c >>= 31;? ??

? ? ? ? c <<= 31;??

? ? ? ? System.out.println("c="+c);? ??

? ? }??

}??

輸出結(jié)果：?

a=-1?

b=-1?

c=0?

計算過程：?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ?a=1?

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ?a=a<<31后，這里被當作是負數(shù)?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ?a=a>>31后，結(jié)果為-1?

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ?a=a>>1后，結(jié)果仍為-1?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ?c=1?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ?c=c>>31后為0?

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ?0左移31位仍為0