Java 位移运算

正数的原码，补码，反码都是相同的

5

原码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

反码：0000
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

负数的原码是按照其绝对值大小转换成的二进制数，然后最高位补1，反码对其绝对值原码按位取反，补码是对其反码加1

-5

原码：1000
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010

补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

最高位为符号位：0为正，1为负

 

补码如何转换为十进制数？

负数：按位取反再加一

正数：直接当做原码处理

左移（<<）

按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数，高位移出（舍弃），低位的空位补零

5>>2   = 20

-5<<2  = 20

在数字没有溢出的前提下，对于正数和负数，左移一位都相当于乘以2的1次方，左移n位就相当于乘以2的n次方

右移（>>）

按二进制形式把所有的数字向右移动对应位数，低位移出（舍弃），高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1

8>>2 = 2

-8>>2 = -2

右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方

无符号右移（>>>）

按二进制形式把所有的数字向右移动对应位数，低位移出（舍弃），高位的空位补零。对于正数来说和带符号右移相同，对于负数来说不同

1.获得int型最大值

int getMaxInt(){

        return (1 << 31) - 1;//2147483647，
由于优先级关系，括号不可省略

}

另一种写法

int getMaxInt(){

    return ~(1 << 31);//2147483647

}

C语言中不知道int占几个字节时候

int getMaxInt(){

    return ((unsigned int) - 1) >> 1;//2147483647

}

2.获得int型最小值

int getMinInt(){

    return 1 << 31;//-2147483648

}

另一种写法

int getMinInt(){//有些编译器不适用

    return 1 << -1;//-2147483648

}

3.获得long类型的最大值

C语言版

long getMaxLong(){

    return ((unsigned long) - 1) >> 1;//2147483647

}

JAVA版

long getMaxLong(){

    return ((long)1 << 127) - 1;//9223372036854775807

}

获得long最小值，和其他类型的最大值，最小值同理.

4.乘以2运算

int mulTwo(int n){//计算n*2 

    return n<<1;

}

5.除以2运算

int divTwo(int n){//负奇数的运算不可用

    return n>>1;//除以2

}

6.乘以2的m次方

int mulTwoPower(int n,int m){//计算n*(2^m)

    return n<<m;

}

7.除以2的m次方

int divTwoPower(int n,int m){//计算n/(2^m)

    return n>>m;

}

8.判断一个数的奇偶性

boolean isOddNumber(int n){

    return (n & 1) == 1;

}

9.不用临时变量交换两个数（面试常考）

C语言版：

void swap(int *a,int *b){   

    (*a)^=(*b)^=(*a)^=(*b); 

}

一些语言中得分开写：

a ^= b;

b ^= a;

a ^= b;

10.取绝对值（某些机器上，效率比n>0 ? n:-n 高）

int abs(int n){
return (n ^ (n >> 31)) - (n >> 31);
/* n>>31 取得n的符号，若n为正数，n>>31等于0，若n为负数，n>>31等于-1

若n为正数 n^0-0数不变，若n为负数n^-1 需要计算n和-1的补码，异或后再取补码，

结果n变号并且绝对值减1，再减去-1就是绝对值 */

}

11.取两个数的最大值（某些机器上，效率比a>b ? a:b高）

通用版

int max(int a,int b){

    return b&((a-b)>>31) | a&(~(a-b)>>31);

    /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/

}

C语言版

int max(int x,int y){

    return x ^ ((x ^ y) & -(x < y));

    /*如果x<y x<y返回1，否则返回0，

、 与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/

}

12.取两个数的最小值（某些机器上，效率比a>b ? b:a高）

通用版

int min(int a,int b){

    return a&((a-b)>>31) | b&(~(a-b)>>31);

    /*如果a>=b,(a-b)>>31为0，否则为-1*/

}

C语言版

int min(int x,int y){

    return y ^ ((x ^ y) & -(x < y));

         /*如果x<y x<y返回1，否则返回0，

            与0做与运算结果为0，与-1做与运算结果不变*/

}

13.判断符号是否相同

boolean isSameSign(int x, int y){

    return (x ^ y) > 0; // true 表示 x和y有相同的符号， false表示x，y有相反的符号。

}

14.计算2的n次方

int getFactorialofTwo(int n){//n
> 0

    return 2<<(n-1);//2的n次方

}

15.判断一个数是不是2的幂

boolean isFactorialofTwo(int n){

    return (n & (n - 1)) == 0;

    /*如果是2的幂，n一定是100... n-1就是1111....

       所以做与运算结果为0*/

}

16.对n的二次方取余

int quyu(int m,int n){//n为2的次方

    return m & (n - 1);

    /*如果是2的幂，n一定是100... n-1就是1111....

     所以做与运算结果保留m在n范围的非0的位*/

}

17.求两个整数的平均值

int getAverage(int x, int y){

        return (x+y) >> 1; 

｝

另一种写法

int getAverage(int x, int y){

        return ((x^y) >> 1) + (x&y); 

     /*(x^y) >> 1得到x，y其中一个为1的位并除以2，

       x&y得到x，y都为1的部分，加一起就是平均数了*/

}

下面是三个最基本对二进制位的操作

18.从低位到高位,取n的第m位

int getBit(int n, int m){

    return (n >> (m-1)) & 1;

}

19.从低位到高位.将n的第m位置1

int setBitToOne(int n, int m){

    return n | (1<<(m-1));

    /*将1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000

      n在和这个数做或运算*/

}

20.从低位到高位,将n的第m位置0

int setBitToZero(int n, int m){

    return n & ~(1<<(m-1));

    /* 将1左移m-1位找到第m位，取反后变成111...0...1111

       n再和这个数做与运算*/

}