java位运算（包含推算过程）：左移，右移，无符号右移，取反运算，与运算，或运算，异或运算

已于 2022-10-03 22:49:37 修改
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文章标签： java
于 2022-10-03 21:08:33 首次发布
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版权

原反补码

正数：原码，反码，补码都一样，三码合一
负数：反码为原码符号位不变，其他位取反，补码则是在反码基础上加1

1：左移：最左边丢弃，最右边补0，符号位相当于会一起移动，所以在某些数字的位移，会出现正数，负数的交替。位移如果超过或等于最大位数，实际位移数为：位移数%类型的位数（下面例子是int类型，位数为32）

正数左移

	/**
     * 左移正数
     */
    @Test
    public void leftShiftPositiveNumber() {
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00010100
        System.out.println("10 << 1 = " + (10 << 1));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 01010000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 << 27 = " + (10 << 27));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 10100000 00000000 00000000 00000000
        // 10100000 00000000 00000000 00000000 -> 10011111 11111111 11111111 11111111 -> 11100000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 << 28 = " + (10 << 28));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 01000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 << 29 = " + (10 << 29));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 10000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 << 30 = " + (10 << 30));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 << 31 = " + (10 << 31));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00001010
        System.out.println("10 << 32 = " + (10 << 32));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00010100
        System.out.println("10 << 33 = " + (10 << 33));
    }

输出：

在这里插入图片描述

负数左移

	/**
     * 左移负数
     */
    @Test
    public void leftShiftNegativeNumber() {
        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11101100 -> 11111111 11111111 11111111 11101011 -> 10000000 00000000 00000000 00010100
        System.out.println("-10 << 1 = " + (-10 << 1));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 10110000 00000000 00000000 00000000 -> 10101111 11111111 11111111 11111111 -> 11010000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("-10 << 27 = " + (-10 << 27));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 01100000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("-10 << 28 = " + (-10 << 28));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11000000 00000000 00000000 00000000 -> 10111111 11111111 11111111 11111111 -> 11000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("-10 << 29 = " + (-10 << 29));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 10000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("-10 << 30 = " + (-10 << 30));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("-10 << 31 = " + (-10 << 31));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11110110 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 10000000 00000000 00000000 00001010
        System.out.println("-10 << 32 = " + (-10 << 32));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11101100 -> 11111111 11111111 11111111 11101011 -> 10000000 00000000 00000000 00010100
        System.out.println("-10 << 33 = " + (-10 << 33));
    }

输出：

在这里插入图片描述

2：右移

正数右移：符号位不动（动与不动，没有啥区别），最右边丢弃，最左边补0。位移如果超过或等于最大位数，实际位移数为：位移数%类型的位数（下面例子是int类型，位数为32）

	/**
     * 右移正数
     */
    @Test
    public void rightShiftPositiveNumber() {
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000101
        System.out.println("10 >> 1 = " + (10 >> 1));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000010
        System.out.println("10 >> 2 = " + (10 >> 2));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000001
        System.out.println("10 >> 3 = " + (10 >> 3));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 >> 4 = " + (10 >> 4));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 >> 5 = " + (10 >> 5));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 >> 31 = " + (10 >> 31));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00001010
        System.out.println("10 >> 32 = " + (10 >> 32));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000101
        System.out.println("10 >> 33 = " + (10 >> 33));
    }

输出：

在这里插入图片描述

负数右移：符号位不动（动与不动，没有啥区别），最右边丢弃，最左边补1。位移如果超过或等于最大位数，实际位移数为：位移数%类型的位数（下面例子是int类型，位数为32）

	/**
     * 右移负数
     */
    @Test
    public void rightShiftNegativeNumber() {
        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11111011 -> 11111111 11111111 11111111 11111010 -> 10000000 00000000 00000000 00000101
        System.out.println("-10 >> 1 = " + (-10 >> 1));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11111101 -> 11111111 11111111 11111111 11111100 -> 10000000 00000000 00000000 00000011
        System.out.println("-10 >> 2 = " + (-10 >> 2));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11111110 -> 11111111 11111111 11111111 11111101 -> 10000000 00000000 00000000 00000010
        System.out.println("-10 >> 3 = " + (-10 >> 3));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11111111 -> 11111111 11111111 11111111 11111110 -> 10000000 00000000 00000000 00000001
        System.out.println("-10 >> 4 = " + (-10 >> 4));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11111111 -> 11111111 11111111 11111111 11111110 -> 10000000 00000000 00000000 00000001
        System.out.println("-10 >> 5 = " + (-10 >> 5));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11111111 -> 11111111 11111111 11111111 11111110 -> 10000000 00000000 00000000 00000001
        System.out.println("-10 >> 31 = " + (-10 >> 31));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11110110 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 10000000 00000000 00000000 00001010
        System.out.println("-10 >> 32 = " + (-10 >> 32));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11111011 -> 11111111 11111111 11111111 11111010 -> 10000000 00000000 00000000 00000101
        System.out.println("-10 >> 33 = " + (-10 >> 33));
    }

输出：

在这里插入图片描述

3：无符号右移

正数无符号右移：与右移相同

 	/**
     * 无符号右移正数
     */
    @Test
    public void unsignedRightShiftPositiveNumber() {
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000101
        System.out.println("10 >>> 1 = " + (10 >>> 1));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000010
        System.out.println("10 >>> 2 = " + (10 >>> 2));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000001
        System.out.println("10 >>> 3 = " + (10 >>> 3));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 >>> 4 = " + (10 >>> 4));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 >>> 5 = " + (10 >>> 5));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 >>> 31 = " + (10 >>> 31));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00001010
        System.out.println("10 >>> 32 = " + (10 >>> 32));

        // 00000000 00000000 00000000 00001010 -> 00000000 00000000 00000000 00000101
        System.out.println("10 >>> 33 = " + (10 >>> 33));
    }

输出：

在这里插入图片描述

负数无符号位移：与右边不同，符号跟着移动，最左边补0，只要移动就会变成正数

	/**
     * 无符号右移负数
     */
    @Test
    public void unsignedRightShiftNegativeNumber() {
        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 01111111 11111111 11111111 11111011
        System.out.println("-10 >>> 1 = " + (-10 >>> 1));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 00111111 11111111 11111111 11111101
        System.out.println("-10 >>> 2 = " + (-10 >>> 2));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 00011111 11111111 11111111 11111110
        System.out.println("-10 >>> 3 = " + (-10 >>> 3));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 00001111 11111111 11111111 11111111
        System.out.println("-10 >>> 4 = " + (-10 >>> 4));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 00000111 11111111 11111111 11111111
        System.out.println("-10 >>> 5 = " + (-10 >>> 5));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 00000000 00000000 00000000 00000001
        System.out.println("-10 >>> 31 = " + (-10 >>> 31));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 11111111 11111111 11111111 11110110
        System.out.println("-10 >>> 32 = " + (-10 >>> 32));

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 01111111 11111111 11111111 11111011
        System.out.println("-10 >>> 33 = " + (-10 >>> 33));
    }

输出：

在这里插入图片描述

4：取反运算：1变成0，0变成1，符号位也会取反

	/**
     * 取反运算
     */
    @Test
    public void negateTest() {
        // 00000000 00000000 00000000 00001010
        // 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110100 -> 10000000 00000000 00000000 00001011
        System.out.println("~10 = " + ~10);

        // 10000000 00000000 00000000 00001010 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 11111111 11111111 11111111 11110110
        // 00000000 00000000 00000000 00001001
        System.out.println("~-10 = " + ~-10);
    }

输出：

在这里插入图片描述

5：与运算：都是1则为1，否则为0，符号位也一起运算

	/**
     * 与运算
     */
    @Test
    public void andOperationTest() {
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 & 00000000 00000000 00000000 00000100
        // 00000000 00000000 00000000 00000000
        System.out.println("10 & 4 = " + (10 & 4));

        // 10000000 00000000 00000000 00000100 -> 11111111 11111111 11111111 11111011 -> 11111111 11111111 11111111 11111100
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 & 11111111 11111111 11111111 11111100
        // 00000000 00000000 00000000 00001000
        System.out.println("10 & -4 = " + (10 & -4));
    }

输出：

在这里插入图片描述

6：或运算：只要有一个为1就是1，否则为0，符号位也一起运算

	/**
     * 或运算
     */
    @Test
    public void orOperationTest() {
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 | 00000000 00000000 00000000 00000100
        // 00000000 00000000 00000000 00001110
        System.out.println("10 | 4 = " + (10 | 4));

        // 10000000 00000000 00000000 00000100 -> 11111111 11111111 11111111 11111011 -> 11111111 11111111 11111111 11111100
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 | 11111111 11111111 11111111 11111100
        // 11111111 11111111 11111111 11111110 -> 11111111 11111111 11111111 11111101 -> 10000000 00000000 00000000 00000010
        System.out.println("10 | -4 = " + (10 | -4));
    }

输出：

在这里插入图片描述

7：异或运算：相同为0，不同为1，符号位也一起运算

	/**
     * 异或运算
     */
    @Test
    public void exclusiveOrOperationTest() {
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 ^ 00000000 00000000 00000000 00000100
        // 00000000 00000000 00000000 00001110
        System.out.println("10 ^ 4 = " + (10 ^ 4));

        // 10000000 00000000 00000000 00000100 -> 11111111 11111111 11111111 11111011 -> 11111111 11111111 11111111 11111100
        // 00000000 00000000 00000000 00001010 ^ 11111111 11111111 11111111 11111100
        // 11111111 11111111 11111111 11110110 -> 11111111 11111111 11111111 11110101 -> 10000000 00000000 00000000 00001010
        System.out.println("10 ^ -4 = " + (10 ^ -4));
    }

输出：

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