• 位运算及在java中的应用整理


    计算机编码:

    • 原码

    符号位为0表示正数,为1表示负数;

    其余各位等同于真值的绝对值。

    如:0000 0000 0000 0010 =2,1000 0000 0000 0010 =-2

    • 反码

    符号位的用法及正数的表示与“原码”一样;

    负数的表示是在“原码”表示的基础上通过将符号位以外的各位取反来获得的。

    如:0000 0000 0000 0010 = 2,1111 1111 1111 1101 = -2

    • 补码

    符号位的用法及正数的表示与“原码”一样;

    负数的表示是在“反码”的基础上通过加1来获得的。

    如:0000 0010 = 2,1111 1110 = -2

    计算机中负数的表示均用补码,负数参与的运算得到的也是补码

    位运算符:

    & 与。    全1为1, 有0为0。  任何数与0与都等于0。  

    | 或。      有1为1, 全0为0。  任何数与0或都等于原值。

    ~ 非。     逐位取反

    ^ 异或。  相同为0,相异为1。      任何数与0异或都等于原值。

    Java基本类型的字节长度

    java基本类型的的字节长度与具体的软硬件环境无关。Java中的char类型用Unicode码储存。

    各个类型长度为:

    byte : 1

    short : 2

    char : 2

    int : 4

    long : 8

    float : 4

    double: 8

    boolean : 1

    java各个类型的二进制编码实例(System.out.println(Integer.toBinaryString(i));)

    int i = 1;

    二进制表示为:(原码)

    00000000 00000000 00000000 00000001

    int i = -1;

    二进制表示为:(补码)

    11111111 11111111 11111111 11111111

    long l = 1;

    二进制表示为:

    00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000001

    特别注意:

    负数都是用补码表示并参与运算的。得到的也是补码,需要减1取反获得原码。

     

    位运算事例

    -1^1,

    -1

    1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001--原码

    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110--反码

    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111--补码

    1

    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001--原码

    则-1^1等于

    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111^

    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001=

    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110--补码

    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101--反码

    1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010--原码

    即-1^1=-2

    移位运算:

    • 逻辑左移 <<

    右边补0,符号位就是被移动到的位.

    正数:

    x<<1一般相当于2x,但是可能溢出.

    若x在这个范围中: 2的30次方~(2的31次方-1) 二进制表示 0100...0000到0111...1111,<<后最高为变为1了,变成负数了.

    负数:

    x<<1一般也相当于2x,也有可能溢出.

    若x在这个范围中: -2的31次方~-(2的30次方+1)二进制表示1000...0000到1011...1111,<<后最高为变成0了,变成正数了.

    • 算术右移 >>

    为正数时左边补0,为负数时左边补1.

    x>>1,相当于x/2,余数被舍弃,因为这个是缩小,所以不会溢出.

    不过有一点要注意: -1右移多少位都是-1.(因为负数都是用补码表示,-1永远是 11111...)

    另外舍弃的余数是正的:

     3>>1=1  舍弃的余数是1.

    -3>>1=-2 舍弃的余数也是1,而不是-1.

    对于正数 x>>1和x/2相等

    对于负数 x>>1和x/2不一定相等.

    • 逻辑右移 >>>

    这个把符号位一起移动,左边补0

    对于正数,>>>和>>是一样的

    对于负数,右移之后就变成正数

    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。

    但在进行逻辑右移位时,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。

     

                      

               int i = -1;
    
                       i >>>= 10;
    
                       System.out.println(i);
    
                       System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
    
                       long l = -1;
    
                       l >>>= 10;
    
                       System.out.println(l);
    
                       System.out.println(Long.toBinaryString(l));
    
                       short s = -1;
    
                       s >>>= 10;
    
                       System.out.println(s);
    
                       System.out.println(Integer.toBinaryString(s));
    
                       byte b = -1;
    
                       b >>>= 10;
    
                       System.out.println(b);
    
                       System.out.println(Integer.toBinaryString(b));

     输出结果

    4194303
    
    0000 0000 0011 1111 1111 1111 1111 1111
    
    18014398509481983
    
    0000 0000 0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
    
    -1
    
    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
    
    -1
    
    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
    
     

       一道诡异的移位题

      int i=-1;
      int j=i>>>32;
      System.out.println(j);

    输出结果为 -1

    JAVA进行移位运算中因为int是占32位,进行移位的数是32的模,所以当i>>>32的时候就等于i>>>0,相当于没有进行移位.

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wully/p/3431482.html
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