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Java編程那些事兒25—位運算符

編輯:關於JAVA

4.5 二進制運算符

由於計算機內部的數據都以二進制的形式存在,所以在Java語言中提供了直接操作二進制的運算符,這就是下面要講解的位運算符和移位運算符。

使用二進制的運算符,可以直接在二進制的基礎上對數字進行操作,執行的效率比一般的數學運算符高的多,該類運算符大量適用於網絡編程、硬件編程等領域。

二進制運算符在數學上的意義比較有限。

在Java代碼中,直接書寫和輸出的數值默認是十進制,Java代碼中無法直接書寫二進制數值,但是可以書寫八進制和十六進制數字,八進制以數字0開頭,例如016,十六進制以數字0和x開頭,例如0x12,0xaf等等。

在計算二進制運算時,Java語言的執行環境(JRE)首先將十進制的數字轉換為二進制,然後進行運算。如果輸出結果的值,則數字會被轉換成十六進制進行輸出。

需要注意的是:

1、正數的機器數是原碼,負數的機器數是補碼,計算時需要小心。關於二進制和補碼的計算可以參看《Java編程那些事兒7——進制的概念》和《Java編程那些事兒8——計算機內部的數據表達》。

2、整數型的計算結果都是int型,而不管是對byte還是short進行二進制運算。

4.5.1 位運算符

Java語言中的位運算符主要有4種:&(位與)、|(位或)、^(異或)和~(按位取反),下面依次介紹運算規則和使用示例。

l&(AND)

運算規則:參與運算的數字,低位對齊,高位不足的補零,對應的二進制位都為1,則運算結果為1,否則為0。

適用場合:屏蔽數字中某一位或某些位。因為任何數和0與都是0。

示例代碼:

int a = 4;
int b = 10;
int c = a & b;

計算過程:

4的二進制形式為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

10的二進制形式為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

按照計算規則,結果為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

這個數字轉換為十進制就是數字0

l| (OR)

運算規則:參與運算的數字,低位對齊,高位不足的補零,對應的二進制位有一個為1則為1,否則為0。

適用場合:將數字中某一位或某些位修改成1。因為1和任何數或都是1。

示例代碼:

int a = 4;
int b = -10;
int c = a | b;

計算過程:

4的二進制形式為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

10的二進制形式為1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

按照計算規則,結果為1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

這個二進制數轉換為十進制就是數字-10。

l^(XOR)

運算規則:參與運算的數字,低位對齊,高位不足的補零,對應的二進制位相同為零,不相同為1。

適用場合:判斷數字對應的位是否相同。

示例代碼:

int a = 4;
int b = 10;
int c = a ^ b;

計算過程:

4的二進制形式為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

10的二進制形式為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

按照計算規則,結果為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110

這個數字轉換為十進制就是數字14

l~(NOT)

運算規則:只操作一個數字,將該數字中為1的位變成0,為0的位變成1。

適用場合:反轉數字的內容

示例代碼:

int a = 4;
int c = ~a;

計算過程:

4的二進制形式為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

按照計算規則,結果為1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

這個數字轉換為十進制就是數字-5。

其實位運算和實際的應該實現保持一致,也就是提供的電路級運算符號,每種運算符都有對應的電路實現。

實際使用簡單示例:

l把任意數字轉換為正數

假設n是一個任意的整數,則把n轉換為正數的代碼為:

int m = n & 0x7fffffff;

l判斷任意數字倒數第三位的值是否為1

假設n是一個任意的整數,則判斷的代碼為:

int m = n & 0x4;
boolean b = (m != 0);

l將任意數字倒數第四位置為1

假設n是一個任意的整數,則代碼為:

int m = n | 0x8;

文章來源:http://blog.csdn.net/Mailbomb/archive/2008/05/29/2492361.aspx

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