Java中的位运算

Java中的位运算

在阅读原码的过程中会看到大量的>>, <<, ^, &, |等运算操作符,我们必须先明白这些运算符的意思才能继续读原码。当然，这些都属于基础知识，基本都学过，这里也就属于复习一下。

我们先来回顾下原反补的相关知识，因为在计算就中数字都是以补码的形式存储和参与运算。 这里我们只简单介绍反码补码的规则,不讨论它们的产生及应用,以后会单独来介绍补码的产生.

移位运算符

位移运算符有三种:

<< 左移运算符

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。

上面我们说过,计算机中参与运算的都是二进制形式的补码。举例来说：

yaml 代码解读复制代码4 << 2

---- 0000 0100 ---- // 4的二进制补码 8位仅做演示，实际运算中byte，short，char都会先转成int再运算，运算返回值也是int
--00 0001 00-- ---- // 左移两位
--00 0001 0000 ---- // 高位移出的部分舍弃,低位空位补零
---- 0001 0000 ---- // 最终结果
16 // 十进制

>> 有符号右移运算符

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)，正数的高位补零,负数补一。举例来说

• 正数

yaml 代码解读复制代码7 >> 2

---- 0000 0111 ---- 
---- --00 0001 11--
---- 0000 0001 ----
1

• 负数

yaml 代码解读复制代码-7 >> 2 
---- 1000 0111 ---- // 原码
---- 1111 1000 ---- // 反码
---- 1111 1001 ----	// 补码
---- --11 1110 01-- // 整体右移2位
---- 1111 1110 ---- // 因为是负数，所以高位补1，低位被移出的部分舍弃
---- 1111 1101 ---- // 反码
---- 1000 0010 ---- // 原码
-2

>>> 无符号右移

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)，高位补零(无论正负)。 与>>区别就在无论正负数，高位都补零，这样来看正数使用>>,>>>没有任何差别，我们来看看负数的变化：

yaml 代码解读复制代码-7 >>> 2 
---- 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 ---- // 原码
---- 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 ---- // 反码
---- 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 ----	// 补码
---- --11 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 01-- // 整体右移2位
---- 0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 ---- // 因为是无符号右移所以高位补0，低位被移出的部分舍弃
---- 0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 ---- // 因为最高位为0，判断为正数，原码反码补码都一样
---- 0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 ---- // 原码
107741822

移位运算的一些规则：

1. byte、short、char在做移位运算之前，会被自动转换为int类型，然后再进行运算。
2. byte、short、int、char类型的数据经过移位运算后结果都为int型。
3. long经过移位运算后结果为long型。
4. 在移位运算时，如果要移位的位数大于被操作数对应数据类型所能表示的最大位数，那么先将要求移位数对该类型所能表示的最大位数求余后，再将被操作数移位所得余数对应的数值，效果不变。比如 7 >> 4 = 7 >> (4 % 2) = 7 >> 2 = 1。

&运算

与运算 第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位如果都是1，那么结果的第n位也为1，否则为0。

0 & 0 = 0， 0 & 1 = 0， 1 & 0 = 0， 1 & 1 = 1

|运算

或运算 第一个操作数的的第n位于第二个操作数的第n位如果有1，那么结果的第n位也位1，否则为0。

0 | 0 = 0, 0 | 1 = 1, 1 | 0 = 1, 1 | 1 = 1

^运算

异或运算 第一个操作数的的第n位于第二个操作数第n位如果相同，结果为0，不同则为1.

0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 1 = 0, 1 ^ 1 = 0

~运算

非运算 就是取反操作，1变0，0变1.

~1 = 0, ~0 = 1

转载来源：