Java位运算符（JAVA Bitwise Logical Operators）

Bitwise Logical Operators（位运算符）由于在一般的日常开发当中很少涉及，所以在《Thinking in java》,《Core Java 2》等Java书籍中只是略有提及，一笔带过。
也没找到一本参考书对其有详细描述，兴趣所致，在网上搜索了许多资料。终于大致了解了其原理。

位运算符包括：~，|，&，^

~ the NOT Operator （非运算符）

| the OR Operator （或运算符）

& the AND Operator （与运算符）

^ the XOR Operator （异或运算符）


[size=small][b]~ the NOT Operator（非运算符）[/b][/size]

以下是《Thinking in java》中的描述：
The bitwise NOT (~, also called the ones complement operator) is a unary operator; it takes only one argument. (All other bitwise operators are binary operators.)
非运算符是一个一元运算符，它只需要一个参数。（其它的位运算符都是二元运算符）
Bitwise NOT produces the opposite of the input bit—a one if the input bit is zero, a zero if the input bit is one.
非运算符会对输入(input)进行位取反运算，0变成1，1变成0。（假设输入(input)是一个十进制数，则先取其二进制表示，再进行位取反运算）


示例1

class TheNotOperator {

	public static void main(String args[]) {
		// invert 0
		System.out.println("~ 0 = " + ~0);

		// invert 11
		System.out.println("~ 11 = " + ~11);

	}

}

为何 ~0 = -1？
0用二进制表示为：00000000000000000000000000000000（更多关于二进制与十进制相互转换的信息，见[url]http://denverj.iteye.com/blog/736637[/url]）
取反就是： 11111111111111111111111111111111
可以看出这是一个负数，因为在二进制中，最左位为1表示负数。要找出它的实际值，我们采用二进制补码算法。（更多二进制补码的信息，见[url]http://denverj.iteye.com/blog/736583[/url]）
第一步，每一个二进制位都取相反值，0变成1，1变成0。比如，11111111111111111111111111111111的相反值就是00000000000000000000000000000000。
第二步，将上一步得到的值加1。00000000000000000000000000000000就变成00000000000000000000000000000001。
00000000000000000000000000000001代表1。
所以11111111111111111111111111111111代表二进制的-1。

为何 ~11 = -12？
11用二进制表示为：00000000000000000000000000001011
取反就是： 11111111111111111111111111110100
可以看出这是一个负数，因为在二进制中，最左位为1表示负数。要找出它的实际值，我们采用二进制补码算法。
第一步，每一个二进制位都取相反值，0变成1，1变成0。比如，11111111111111111111111111110100的相反值就是00000000000000000000000000001011。
第二步，将上一步得到的值加1。00000000000000000000000000001011就变成00000000000000000000000000001100。
00000000000000000000000000001100代表12。（更多关于二进制与十进制相互转换的信息，见[url]http://denverj.iteye.com/blog/736637[/url]）
所以11111111111111111111111111110100代表二进制的-12。


[size=small][b]| the OR Operator （或运算符）[/b][/size]

以下是《Thinking in java》中的描述：
The bitwise OR operator (|) produces a one in the output bit if either input bit is a one and produces a zero only if both input bits are zero.
如果输入(input)的两位中只要有一个为1，则或运算符会返回1。只有两个都是0，它才返回0。（假设输入(input)是二个十进制数，则先取其二进制表示，再进行具体运算）

示例2

public class TheOrOperator {

	public static void main(String args[]) {

		// apply the | operator
		int x = 11 | 10;

		System.out.println("11|10 = " + x);

	}
}

为何 11|10 = 11？
11用二进制表示为：00000000000000000000000000001011
10用二进制表示为：00000000000000000000000000001010
执行非运算符对每一位进行运算，得到00000000000000000000000000001011
00000000000000000000000000001011表示11。


[size=small][b]& the AND Operator （与运算符）[/b][/size]

以下是《Thinking in java》中的描述：
The bitwise AND operator (&) produces a one in the output bit if both input bits are one, otherwise it produces a zero.
如果输入(input)位都是1，则与运算符返回1。否则为0。（假设输入(input)是二个十进制数，则先取其二进制表示，再进行具体运算）

示例3

public class TheAndOperator {
	public static void main(String args[]) {

		// apply the & operator
		int x = 11 & 10;

		System.out.println("11&10 = " + x);

	}
}

为何 11&10 = 10？
11用二进制表示为：00000000000000000000000000001011
10用二进制表示为：00000000000000000000000000001010
执行非运算符对每一位进行运算，得到00000000000000000000000000001010
00000000000000000000000000001010表示10。

[size=small][b]^ the XOR Operator （异或运算符）[/b][/size]

以下是《Thinking in java》中的描述：
The bitwise EXCLUSIVE OR, or XOR (^), produces a one in the output bit if one or the other input bit is a one, but not both.
如果输入(input)的两位当中有且只有一个为1，则异或运算符会返回1。

示例4

public class TheXOROperator {
	public static void main(String args[]) {

		// apply the ^ operator
		int x = 11 ^ 10;

		System.out.println("11^10 = " + x);

	}
}

为何 11^10 = 1？
11用二进制表示为：00000000000000000000000000001011
10用二进制表示为：00000000000000000000000000001010
执行异或运算符对每一位进行运算，得到00000000000000000000000000000001
00000000000000000000000000000001表示1。

参考资料链接：[url]http://blog.youkuaiyun.com/yz394777014/archive/2009/07/28/4387728.aspx[/url]
<Thinking in Java 3rd Edtion> Bruce Eckel