Java 位运算

先预知识：

　　数据在计算机中是以二进制的形式进行存储的，而二进制在内存中是以补码的形式进行存储的。在介绍位运算之前，首先来看一下原码、反码和补码的概念。由于正数的原码、反码和补码的形式都是一样的，所以以下主要针对负数进行讲解。
　　原码：在数值前直接加一符号位的表示法。
　　反码：原码的数值位取反（0变1,1变0）。
　　补码：原码加1。

　　PS:已知补码，求原码。
　　分析：按照求负数补码的逆过程，可以采取补码减1再取反的思路。但是对于二进制来说，减1取反和取反加1的效果是一样的。所以仍然可以采用取反加1的方法来求得原码。

Java中的位运算符有：&(按位与)、|(按位或)、^(按位异或)、~(取反)、<<(左移)、>>(右移)、>>>(无符号右移)。

以int型数据为例介绍，占4个字节，32位：(以下1代表true，0代表false)
&(按位与)：当两边操作数全为true时返回true，否则返回false

如，6&3=2,看步骤：
6 00000000 00000000 00000000 00000110
3 00000000 00000000 00000000 00000011
& -------------------------------------------------------
2 00000000 00000000 00000000 00000010

-6&3=2,看步骤：
-6 11111111 11111111 11111111 11111010（补码，原码取反再加1）
3  00000000 00000000 00000000 00000011
& ---------------------------------------------------------
2  00000000 00000000 00000000 00000010

 

|(按位或)：两边操作数只要有一边为true，结果就为true，只有当两边操作数全为false时才返回false

如，6|3=7,看步骤：
6 00000000 00000000 00000000 00000110
3 00000000 00000000 00000000 00000011
| ---------------------------------------------------------
7 00000000 00000000 00000000 00000111

-6|3=-5,看步骤：
-6 11111111 11111111 11111111 11111010（补码，原码取反再加1）
3  00000000 00000000 00000000 00000011
| ----------------------------------------------------------
-5 10000000 00000000 00000000 00000101（原码，补码取反再加1）

 

^(按位异或)：两边操作数相同就为false，不同则为true

如，6^3=5,看步骤：
6 00000000 00000000 00000000 00000110
3 00000000 00000000 00000000 00000011
^ ---------------------------------------------------------
5 00000000 00000000 00000000 00000101

-6^3=-7,看步骤：
-6 11111111 11111111 11111111 11111010（补码，原码取反再加1）
3  00000000 00000000 00000000 00000011
^ ---------------------------------------------------------
-7 10000000 00000000 00000000 00000111（原码，补码取反再加1）

 

~(取反):二进制每一位取反，1变0,0变1

如：~6=-7,看步骤：
6  00000000 00000000 00000000 00000110
~ --------------------------------------------------------
-7 10000000 00000000 00000000 00000111（原码，补码取反再加1）

~(-6)=5,看步骤：
-6 11111111 11111111 11111111 11111010（补码，原码取反再加1）
~ --------------------------------------------------------
5  00000000 00000000 00000000 00000101

 

<<(左移):所有位向左移动一位，相当于乘以2,低位用0补齐

如：6<<1=12,看步骤：
6     00000000 00000000 00000000 00000110
<< -----------------------------------------------------------
12 000000000 00000000 00000000 00001100

如：-6<<1=-12,看步骤：
-6     11111111 11111111 11111111 11111010（补码，原码取反再加1）
<< ----------------------------------------------------------
-12 100000000 00000000 00000000 00001100（原码，补码取反再加1）

 

>>(右移):所有位向右移动一位，相当于除以2,高位按符号位补齐

如：6>>1=3,看步骤：
6   00000000 00000000 00000000 00000110
>> ---------------------------------------------------------
3   00000000 00000000 00000000 000000110

-6>>1=-3,看步骤：
-6 11111111 11111111 11111111 11111010（补码，原码取反再加1）
>> ---------------------------------------------------------
-3 10000000 00000000 00000000 000000110

 

>>>(无符号右移):所有位向右移动一位，相当于除以2,高位用0补齐

如：6>>1=3,看步骤：
6      00000000 00000000 00000000 00000110
>>> ---------------------------------------------------------
3 　  00000000 00000000 00000000 000000110

-6>>>1=2147483645,看步骤：
-6   11111111 11111111 11111111 11111010（补码，原码取反再加1）
>>> -----------------------------------------------------------------
2147483645 01111111 11111111 11111111 111111010