JDK源码之Integer类—highestOneBit()方法和lowestOneBit()方法

highestOneBit()方法

highestOneBit()方法的功能是获取数字的二进制中最高位1所对应的权值。

例如987654321的二进制是0011 1010 1101 1110 0110 1000 1011 0001，从右往左数最后一个"1"的位置是第30位，返回的十进制值就是2^(30-1)，对应的二进制值也就是0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000。

该方法的源码及注释如下：

    /**
     * 如果是负数, 则返回 -2147483648：【1000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000】(二进制表示的数)
     * 如果是0，则返回0
     * 如果是正数，则返回从左往右数第一个"1"（从右往左数最后一个"1"）所表示的权值
     * 例如987654321的二进制是0011 1010 1101 1110 0110 1000 1011 0001，从右往左数最后一个"1"的位置是第30位，返回的值就是2^(30-1)
     *
     * @param i 待查找的int类型数值
     * @return 返回从左到右第一个1所表示的权值
     */
    public static int highestOneBit(int i) {
        // 思路就是不停得到右移再或运算，使得i最后变成从最高位1开始后面全是1
        // 因为int类型的数为32位，考虑最坏的情况就是最高位是1，那么就需要移动31位让最高位1之后的所有位变成1
        // 让最高位1之后的1位变成1
        i |= (i >> 1);
        // 让最高位1之后的3位（注意：3=1+2）变成1
        i |= (i >> 2);
        // 让最高位1之后的7位（注意：7=1+2+4）变成1
        i |= (i >> 4);
        // 让最高位1之后的15位（注意：15=1+2+4+8）变成1
        i |= (i >> 8);
        // 让最高位1之后的31位（注意：31=1+2+4+8+15）变成1
        i |= (i >> 16);
        // 最后这个减法就可以去除除了最高位1之后的所有1
        return i - (i >>> 1);
    }

该方法的代码执行过程如下：

/*
        i=987654321，对应二进制（最高位是符号位）是0 011 1010 1101 1110 0110 1000 1011 0001
        ①i |= (i >> 1);
            i=0011 1010 1101 1110 0110 1000 1011 0001
         i>>1=0001 1101 0110 1111 0011 0100 0101 1000
    i|=(i>>1)=0011 1111 1111 1111 0111 1100 1111 1001
        ②i |= (i >> 2);
            i=0011 1111 1111 1111 0111 1100 1111 1001
         i>>2=0000 1111 1111 1111 1101 1111 0011 1110
    i|=(i>>2)=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
        ③i |= (i >> 4);
            i=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
         i>>4=0000 0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111
    i|=(i>>4)=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
        ④i |= (i >> 8);
            i=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
         i>>8=0000 0000 0011 1111 1111 1111 1111 1111
    i|=(i>>8)=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
        ⑤i |= (i >> 16);
            i=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
        i>>16=0000 0000 0000 0000 0011 1111 1111 1111
   i|=(i>>16)=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
        ⑥return i - (i >>> 1);
            i=0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
        i>>>1=0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
    i-(i>>>1)=0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
 */

lowestOneBit()方法

lowestOneBit()方法的功能是获取数字的二进制中最低位1所对应的权值。

例如数字8的二进制是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000的结果是2^(4-1)=8。

该方法的源码及注释如下：

    /**
     * 在数值i的二进制表示中，除去符号位，从低（右）到高（左）找到第一个为1的位置p，返回数值为2的(p-1)次方。
     * 如果数值i的二进制表示中除去符号位没有1，则返回0。
     * 例如数字8的二进制是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000的结果是2^3=8
     *
     * @param i 待查找的int类型数值
     * @return 返回从右到左第一个1所表示的权值
     */
    public static int lowestOneBit(int i) {
        /*
            例如数字8的二进制是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
            那么-8的二进制是  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000
            那么8&-8结果是   0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
            所以最后的结果是  (0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000)2=(8)10
            注：括号外面的数字表示进制，2表示二进制，10表示10进制，即二进制1000转换成十进制是8。注意，无论是正数还是负数，都是补码参与运算
         */
        return i & -i;
    }