Java的位运算

本文详细介绍了计算机中位bit和字节byte的概念,以及Java中int等基本类型的数据占用字节数。文章还探讨了二进制数的原码、反码和补码表示,特别是负数的处理方式。接着,重点讲解了Java的位运算,包括按位与、按位或、按位异或、按位取反、算数左右移和逻辑右移,通过实例展示了这些运算如何进行。最后,文章提到了正数左移和右移的特性,帮助读者更好地理解位运算在实际计算中的应用。

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位bit、字节byte

位 bit:也叫比特,二进制数中的一个数位,是计算机中数据的最小单位。
字节 byte:每8位组成一个字节,计算机中数据的基本单位。

java中的int类型由4个字节组成,即32位。

基本类型所占字节:
short:2byte

int:4byte

long:8byte

float:4byte

double:8byte

boolean:1byte

char:2byte

原码、反码、补码

  1. 二进制的最高位是符号位:0表示正数,1标识负数。
  2. 正数的原码、反码、补码都一样。
  3. 负数的反码 = 它的原码符号位不变,其它位取反。
  4. 负数的补码 = 他的反码 +1。
  5. 0的反码、补码都是0。
  6. java中的数都是有符号的。
  7. 在计算机运算的时候,都是以补码的方式来运算的。
  8. 我们看运算结果要看原码。

位运算

java中有7个位运算&、|、^、~、>>、<<、>>>
&按位与:两位全为1,结果为1,否则为0
|按位或:两位有一个为1,结果为1,否则为0
^按位异或:两位一个为0一个为1,结果为1,否则为0
~按位取反:0变成1,1变成0
<<算数左移:符号位不变,低位补0。
>>算数右移:底位溢出,符号位不变,并用符号位补溢出的高位。
>>>逻辑右移也叫无符号右移:低位溢出,高位补0。

示例

  • 2&3
    2 的原码 00000000 00000000 00000000 00000010
    3 的原码 00000000 00000000 00000000 00000011
    2 的补码 00000000 00000000 00000000 00000010
    3 的补码 00000000 00000000 00000000 00000011
    运算结果 00000000 00000000 00000000 00000010
    结果的原码 00000000 00000000 00000000 00000010
    十进制结果 2

  • ~-2
    -2 的原码 10000000 00000000 00000000 00000010
    -2 的反码 11111111 11111111 11111111 11111101
    -2 的补码 11111111 11111111 11111111 11111110
    运算结果 00000000 00000000 00000000 00000001
    结果的原码 00000000 00000000 00000000 00000001
    十进制结果 1

  • ~2
    2 的原码 00000000 00000000 00000000 00000010
    2 的补码 00000000 00000000 00000000 00000010
    运算结果 11111111 11111111 11111111 11111101
    结果的反码 11111111 11111111 11111111 11111100
    结果的原码 10000000 00000000 00000000 00000011
    十进制结果 -3

  • 6<<2
    6 的补码 00000000 00000000 00000000 00000110
    运算结果 00000000 00000000 00000000 00011000
    十进制结果 24

  • 6>>2
    6 的补码 00000000 00000000 00000000 00000110
    运算结果 00000000 00000000 00000000 00000001
    十进制结果 1

正数的左移n位相当于 * (2n) ,右移n位相当于 / (2n)

  • -6>>2
    -6 的原码 10000000 00000000 00000000 00000110
    -6 的反码 11111111 11111111 11111111 11111001
    -6 的补码 11111111 11111111 11111111 11111010
    运算结果 11111111 11111111 11111111 11111110
    结果的反码 11111111 11111111 11111111 11111101
    结果的原码 10000000 00000000 00000000 00000010
    十进制结果 -2

参考链接:
java存储单位 字节与位
java位运算符

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