位运算原理及使用讲解(带图、超详细)

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位运算原理及使用讲解(带图、超详细)

2024-07-11 10:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

前言

日常开发中位运算不是很常用,但是巧妙的使用位运算可以大量减少运行开销,优化算法。

举个例子,翻转操作比较常见,比如初始值为1,操作一次变为0,再操作一次变为1。可能的做法是使用三木运算符,判断原始值为1还是0,如果是1,设置为0,否则设置为0.但是使用位运算,不用判断原始值,直接改变值就可以:   1^num//num为原始值

当然,一条语句可能对代码没什么影响,但是在高重复,大数据量的情况下将会节省很多开销。

以下是自己整理的关于java位运算的部分内容,如有错误,还请指出,以共同进步,先行致谢。

1. 位运算符 1.1 java支持的位运算符:

&:按位与。

|:按位或。

~:按位非。

^:按位异或。

:右位移运算符。

>>>:无符号右移运算符。

位运算符中,除~以外,其余均为二元运算符。操作数只能为整型和字符型数据。

Java使用补码来表示二进制数,在补码表示中,最高位为符号位,正数的符号位为0,负数为1。补码的

规定如下:

对正数来说:

最高位为0,其余各位代表数值本身(以二进制表示),如+42的补码为00101010。

对负数而言:

把该数绝对值的补码按位取反,然后对整个数加1,即得该数的补码。 如: -1的补码为11111111111111111111111111111111(00000000000000000000000000000001按位取反11111111111111111111111111111110+1=11111111111111111111111111111111)。为何有那么多0、1,java中int是32位的。

详解可以查阅下面这篇文章,这里就不浪费篇幅讲解了。 一句话带你记住原码、反码、补码关系,包含详解

1.2 按位与(&)

按位与的运算规则 在这里插入图片描述 规则总结:只有两个操作数对应位同为1时,结果为1,其余全为0。(或者是只要有一个操作数为0,

结果就为0)。

举例: 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

1.3 按位或(|)

按位或的运算规则 在这里插入图片描述 规则总结:只有两个操作数对应位同为0时,结果为0,其余全为1(或者是只要有一个操作数为1,结果就为1)。

1.4按位非(~)

按位非的运算规则 在这里插入图片描述 在求负数的源码中使用过。

1.5 按位异或(^)

按位异或的运算规则 在这里插入图片描述 规则总结:同0,异1。

1.6 左位移(>)

低位溢出,高位补0。注意,无符号右移(>>>)中的符号位(最高位)也跟着变,无符号的意思是将符号位当作数字位看待。

如:-1>>>1结果为2147483647。这个数字应该比较熟悉,看两个输出语句就知道是什么了:

System.out.println(Integer.toBinaryString(-1>>>1)); System.out.println(Integer.toBinaryString(Integer.MAX_VALUE));

输出结果为:

1111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111

-1>>>1竟然得到了int所能表示的最大整数,精彩。 在这里插入图片描述 除了使用-1>>>1能得到Integer.MAX_VALUE,以下的也能得到同样的结果:

System.out.println(~(1


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