位运算

一、位运算基础

1、位运算是针对整数的二进制进行的位移操作
2、整数 32位 , 正数符号为0，负数符号为1。十进制转二进制 不足32位的，最高位补符号位，其余补零
3、在Java中，整数的二进制是以补码的形式存在的
4、位运算计算完，还是补码的形式，要转成原码，再得出十进制值
5、正数：原码=反码=补码 负数：反码=原码忽略符号位取反, 补码=反码+1

例如：十进制4 转二进制在计算机中表示为（补码） 00000000 00000000 00000000 00000100

例如：十进制-4 转二进制在计算机中表示为（补码） 11111111 11111111 11111111 11111100

负数转二进制过程（以-4为例）

原码：10000000 00000000 00000000 00000100（转二进制，最高位为符号位）  
反码：11111111 11111111 11111111 11111011（符号位不变，其余取反）  
补码：11111111 11111111 11111111 11111100（反码+1）

-4 << 1 计算过程

-4 补码  11111111 11111111 11111111 11111100  
左移一位 11111111 11111111 11111111 11111000 （这时候还是补码）
# 如果最高位符号位为0，就不需要继续操作了，因为正数的补码=原码，如果最高位是1，继续往下走
转成反码 11111111 11111111 11111111 11110111 （补码-1）  
转成原码 10000000 00000000 00000000 00001000 （忽略符号位取反）  
转十进制 -8  

左移（ << ） 整体左移，右边空出位补零，左边位舍弃 （-4 << 1 = -8）
右移（ >> ） 整体右移，左边空出位补零或补1（负数补1，整数补0），右边位舍弃 （-4 >> 1 = -2）
无符号右移（ >>> ）同>>,但不管正数还是负数都左边位都补0 （-4 >>> 1 = 2147483646）
与（ & ）每一位进行比较，两位都为1，结果为1，否则为0（-4 & 1 = 0）
或（ | ）每一位进行比较，两位有一位是1，结果就是1（-4 | 1 = -3）
非（ ~ ） 每一位进行比较，按位取反（符号位也要取反）（~ -4 = 3）
异或（ ^ ）每一位进行比较，相同为0，不同为1（^ -4 = -3）

二、运用

byte数组转int、int转length长度的byte数组（跟前面正好相反）

byte是8位，int是32位
如果byte数组长度4 ，基本思路：byte[0]左移24，byte[1]左移16，byte[2]左移8，
如果byte数组小于4 byte[n] 左移 （4-n-1）*8（同样适用长度4的）公式
byte[] b={0,0,1,0};

A=0 B=0 C=256 D=0

int值   =A+B+C+D =256

 

public static int bytes2Int(byte[] b, int start, int len) {
        int sum = 0;
        int end = start + len;
        for (int i = start; i < end; i++) {
            int n = b[i] & 0xff;
            n <<= (--len) * 8;
            sum += n;
        }
        return sum;
    }

    //int按长度转byte
    public static byte[] int2Bytes(int value, int length) {
        byte[] b = new byte[length];
        for (int k = 0; k < length; k++) {
            b[length - k - 1] = (byte) ((value >> 8 * k) & 0xff);
        }
        return b;
    }

 

三、可能会用到的位操作，也可以用来装装拉

• 判断是不是2的倍数

(n & 1)==0

• 判断是否包含

a&b==b
7&3==3

• 消除二进制最后一个1

n & (n - 1)

• 加一

int n = 1;
n = -~n;

• 减一

int n = 2;
n = ~-n;