java 位运算（位操作）

Java中的位操作指定包括:

~ 按位非（NOT）

& 按位与（AND）

| 按位或（OR）

^ 按位异或（XOR）

>> 右移

>>> 无符号右移

<< 左移

前面几个都非常简单,主要是移位操作比较容易出错.

首先要搞清楚参与运算的数的位数，如int的是32位。long的是64位。

如int i = 1;

i的二进制原码表示为：

00000000000000000000000000000001

long l = 1;

l的二进制原码表示为：

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

二、

正数没有反码、补码，也可以说正数的反码、补码跟原码一样。

负数的反码为原码逐位取反，

如int i = -1;

10000000000000000000000000000001,最高位是符号位。正数为0，负数为1。

逐位取反后：

01111111111111111111111111111110即反码。

反码加1：

01111111111111111111111111111111即补码。

负数都是用补码参与运算的。得到的也是补码，需要减1取反获得原码。

三、常用的位运算符--0在位运算中是比较特殊的。

^ 异或。 相同为0，相异为1； 任何数与0异或都等于原值。　

& 与。 全1为1， 有0为0；　　任何数与0异或都等于0。　　

| 或。 有1为1， 全0为0。　　任何数与0或都等于原值。

<< 左移。 补0。

>> 右移。 符号位是0补0，是1补1。

>>>无符号右移。补0。

~ 非 逐位取反

四、负数参与的运算，得到的是补码，需要将补码先减1，然后逐位取反，得到原码。即为运算结果。

0例外，如果得到的是0，则不需减1和取反。

另外，两个正数运算后得到的就是原码,不需减1和取反。

举例：

1＾-1,

-1

10000000000000000000000000000001--原码

01111111111111111111111111111110--反码

01111111111111111111111111111111--补码

1

00000000000000000000000000000001--原码

则1^-1等于

01111111111111111111111111111111^

00000000000000000000000000000001=

01111111111111111111111111111110--补码

01111111111111111111111111111101--反码

10000000000000000000000000000010--原码==-2

即1^-1=-2

举例：

1^-2

-2

10000000000000000000000000000010--原码

01111111111111111111111111111101--反码

01111111111111111111111111111110--补码

1

00000000000000000000000000000001--原码

则1^-2等于

01111111111111111111111111111110^

00000000000000000000000000000001=

01111111111111111111111111111111--补码

01111111111111111111111111111110--反码

10000000000000000000000000000001--原码==-1

1.<<

逻辑左移,右边补0,符号位和其他位一样.

正数:

x<<1一般相当于2x,但是可能溢出.

溢出范围: 230~(231-1) 二进制表示 010000...000到01111....1111,移位后最高为变为1了,变成负数了.

负数:

x<<1一般也相当于2x,也有可能溢出.所以， x*32可以写成x<<5

溢出范围: -231~-(230+1)二进制表示10000...000到101111...1111,移位后最高为变成0了,变成正数了.

2.>>

算术右移,和上面的不对应,为正数时左边补0,为负数时左边补1.

x>>1,相当于x/2,余数被舍弃,因为这个是缩小,所以不会溢出.

不过有一点要注意: -1右移多少位都是-1.

另外舍弃的余数是正的, 3>>1=1 舍弃的余数是1.

-3>>1=-2 舍弃的余数也是1,而不是-1.

对于正数 x>>1和x/2相等

对于负数 x>>1和x/2不一定相等.

3.>>>

逻辑右移,这个才是和<<对应的

这个把符号位一起移动,左边补0

对于正数,>>>和>>是一样的

对于负数,右移之后就变成正数了.

可以使用Integer.toBinaryString(int i)来看01比特,更加直观.

考虑下面的代码：

for (val = 0; val < 100000; val +=5) { alterX = val * 8; myResult = val * 2; }

用移位操作替代乘法操作可以极大地提高性能。下面是修改后的代码：

for (val = 0; val < 100000; val += 5) { alterX = val << 3; myResult = val << 1; }

　　修改后的代码不再做乘以8的操作，而是改用等价的左移3位操作，每左移1位相当于乘以2。相应地，右移1位操作相当于除以2。值得一提的是，虽然移位操作速度快，但可能使代码比较难于理解，所以最好加上一些注释。