java-位运算-编程实验室

位运算符是对操作数以二进制比特为单位进行的操作和运算，位运算数的运算对象只能是整型和字符型，结果为整型。

位运算就是将参与运算的数据转换成2进制的补码后计算的，计算后在回到原码，转换为10进制

原码反码和补码：

10进制与2进制的转换 1. 原码 原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值. 2. 反码 反码的表示方法是: 正数的反码是其本身【原码】 负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反. 3. 补码 补码的表示方法是: 正数的补码就是其本身【原码】 负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1) 整数的2进制就是源码 负数的2进制实质上补码表示。 -3 => 10000011—>11111100—>11111101【负数的原码取反+1】{符号位不变} -3 => 00000011【3】—>11111100【取反】—>11111101【+1】 【负数的绝对值的原码的取反+1】 -7 => 00000111【7】—>11111000【取反】—>11111001【+1】 -12 => 00001100【12】—>11110011【取反】—>11110100【+1】

下表列出了位运算符的基本运算：

1.与或非计算

举例：前四种，使用正数举例，负数的话需要使用补码

位运算（计算机基础学过） A = 0011 1100 B = 0000 1101 A & B = 0000 1100(两个都是1才是1) A | B = 0011 1101(有1个1就是1) A ^ B = 0011 0001(相同为0，不同为1) ~ B = 1111 0010 ~ A =1100 0011

java代码测试：

@Test public void test1() { // 十进制A的二进制为0011 1100 // 十进制B的二进制为0000 1101 int A = 60; int B = 13; System.out.println("=====================与操作====================="); // 进行与操作 System.out.println(A & B); // 12 // 转换为二进制 System.out.println(Integer.toBinaryString(A & B)); // 0000 1100 System.out.println("=====================与操作====================="); System.out.println("=====================或操作====================="); // 进行或操作 System.out.println(A | B); // 61 System.out.println(Integer.toBinaryString(A | B)); // 0011 1101 System.out.println("=====================或操作====================="); System.out.println("=====================非操作====================="); // 进行非操作 System.out.println(~A); // -61 System.out.println(Integer.toBinaryString(~A)); // 11111111111111111111111111000011 System.out.println(~B); // -14 System.out.println(Integer.toBinaryString(~B)); // 11111111111111111111111111110010 System.out.println("=====================非操作====================="); System.out.println("=====================异或操作====================="); // 进行异或操作 System.out.println(A ^ B); // 49 System.out.println(Integer.toBinaryString(A ^ B)); // 0011 0001 System.out.println("=====================异或操作====================="); }

结果：

2.正数左移

首先位运算是对补码进行操作的，但是因为正数的补码就是原码本身，所以这里直接对原码进行操作。

左移：

/** * 正数左移 */ @Test public void test2() { // 十进制A的二进制为0011 1100 int A = 60; int W = A << 3; System.out.println(W); // 480 System.out.println(Integer.toBinaryString(W)); // 111100000 }

分析：
在java里，int类型是4字节32位的也就是说，A的完整比特位为：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1100

这时候A左移3位，可以理解为0011 1100往左边移动覆盖了三位，右边补三个0，结果就是：

0000 0000 0000 0000 0000 0001 1110 0000

转换为十进制也就是480.

3.正数右移

/** * 正数右移,正数的无符号右移和普通右移结果是一样的。 */ @Test public void test3() { // 十进制A的二进制为0011 1100 int A = 60; int W = A >> 3; System.out.println(W); // 7 System.out.println(Integer.toBinaryString(W)); // 0000 0111 }

和左移一样，32位比特位位：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1100

右移三位，就是将右边的往右剔除三位，左边补0。

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

转换为十进制就是7.

4.正数无符号右移

正数有符号右移和无符号右移没区别

5.负数的左移

/** * 负数左移 */ @Test public void test4() { // -60的二进制原码为1011 1100，其反码位1100 0011，补码为1100 0100 int A = -60; int W = A << 3; System.out.println(W); System.out.println(Integer.toBinaryString(W)); }

A的二进制原码为1011 1100，在java里是32位的，所以第一位为1，其原码为

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1100

反码：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0011

补码为：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0100

左移三位，结果为：

1111 1111 1111 1111 1111 1110 0010 0000

这是补码的形式，换为反码：

1111 1111 1111 1111 1111 1000 01111 1111

换位原码：

1000 0000 0000 0000 0000 0111 10000 0000

数值部分是11110000000，转换为十进制加上符号为-480。

6.负数的右移

@Test public void test5() { // -60的二进制原码为1011 1100，其反码位1100 0011，补码为1100 0100 int A = -60; int W = A >> 3; System.out.println(W); // System.out.println(Integer.toBinaryString(W)); // }

补码为：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0100

右移3位：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000

-1转换位反码：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111

取反得到原码：

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000

1000转换为十进制加上符号位结果就是-8。

7.负数的无符号右移

它的核心规则非常简单：无论正数还是负数，右移后左边空出的高位，一律补 0。

@Test public void test6() { // -60的二进制原码为1011 1100，其反码位1100 0011，补码为1100 0100 int A = -60; int W = A >>> 3; System.out.println(W); // System.out.println(Integer.toBinaryString(W)); // }

其补码为：