一篇搞定位运算（&、|、^、~、>>、<<、>>>）

猿人刘先生 2022-09-11

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位运算

在计算机中 , 所有的数据都是以二进制的(0,1)形式存储在设备中 , 而位运算就是运算这些二进制数据

我们最了解的就是十进制 , 除了十进制 , 还有二进制 , 六进制 , 八进制等等 , 由于位运算操作就是二进制 , 所以我们主要来说一下二进制 , 十进制的个位有(0~9)这几个数字 , 而二进制也相同 , 二进制的个位上只有0和1

我们在运用java语言进行编码时 , 遇到最小的单位就是字节 , 而一个字节就是8位 , 每一位都是0或者1, 如下图所示

运算符

在了解运算符之前我们需要知道 : 1表示true，0表示false

符号	含义	运算逻辑
&	按位与	全true(1),即为true(1) 全false(0),即为false(0) 一个false(0)一个true(1),还是false(0)
\|	按位或	有true(1)就是true(1) 无true(1)就是false(0)
^	按位异或	只要相同都是false(0) 只有不同才是true(1)
~	按位取反	把1变0，0变1
<<	左移	把所有位向左移动N位(比如5 << 2 就是向左移动两位) , 右边两位补0 , 左边两位去掉
>>	右移	把所有位向右移动N位(比如5 >> 2 就是向右移动两位) , 如果这个数是负数则补1 , 否则补0 , 右边两位去掉
>>>	无符号右移	针对32位和64位 , 所有位向右移动 ,左边位补0

例: 我们以下几个数字来演示下面几个例子

5的二进制对应为 : 00000101
-5的二进制为: 11111011
7的二进制对应为 : 00000111
2的二进制对应为 : 00000010

正数的二进制转换为负数的二进制 : 先取反 , 再 + 1 , 如 5转换为-5 , 二进制表示就是 :

00000101 取反 -> 11111010 加1 -> 11111011

负数的二进制转换为正数的二进制 : 先取反 , 再 - 1

11111011 取反 -> 00000011 减1 -> 00000010

需要注意的是 int 类型占4字节 , 所以对应的二进制应该是32位的 , 这里我们只用后面的8位进行演示

按位与: 5 & 8

全true(1),即为true(1) , 全false(0),即为false(0) , 一个false(0)一个true(1),还是false(0) ,运算后得到 : 00000101, 也就是 5

按位或 : 5 | 7

有true(1)就是true(1) , 无true(1)就是false(0) , 运算后得到 : 00000010, 也就是 2

按位异或 : 5 ^ 7

只要相同都是false(0) , 只有不同才是true(1) , 运算后得到 : 0000010 , 也就是 5

按位取反 : ~5

0变为1 , 1变为0 , 运算后得到 : 11111010, 也就是 250

按位左移 : 5 << 2

把所有位向左移动两位 , 右边两位补0 , 左边两位去掉 , 运算之后得到: 00010100 , 也就是20

按位右移 : 5 >> 2

把所有位向右移动两位 , 如果这个数是负数则补1 , 否则补0 , 右边两位去掉

5是正数 , 所以补0 , 如果5是负数 , 那么就补1 , 运算之后得到00000001 , 也就是1

-5 >> 2

运算之后得到11111110 , 也就是-2

无符号右移: 5 >>> 2

无符号右移只针对32位和64位 , 和右移差不多 , 所有位向右移动 , 唯一的区别就是左边位不管什么情况都补0

-5 >>> 2 (32位机器) , 如果是64位机器 , 在前面加32个1

运算之后得到00111111111111111111111111111110 , 也就是1073741822

二进制二进制编码位运算

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