JAVA二进制.位运算.移位运算

二进制、位运算、位移运算
思考题
1、请看下面的代码段，回答a,b,c,d,e结果是多少？
public static void main(String []args){
int a=1>>2;
int b=-1>>2;
int c=1<<2;
int d=-1<<2;
int e=3>>>2;
//a,b,c,d,e结果是多少
System.out.println("a="+a);//a=0
System.out.println("b="+b);//b=-1
System.out.println("c="+c);//c=4
System.out.println("d="+d);//d=-4
System.out.println("e="+e);//e=0
}
注：">>"代表算术右移，"<<"代表算术左移，">>>"代表逻辑右移

2、请回答在java中，下面的表达式运算的结果是：
~2=?//-3
2&3=?
//2
2|3=?
//3
~-5=?
//4
13&7=?
//5
5|4=?
//5
-3^3=?
//-2
注："~"代表位取反，"&"代表位与，"|"代表位或，"^"代表位异或

二进制--基本概念
二进制是逢2进位的进位制，0、1是基本算符。
现代的电子计算机技术全部采用的是二进制，因为它只使用0、1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。计算机内部处理的信息，都是采用二进制数来表示的。二进制(Binary)数用0和1两个数字及其组合来表示任何数。进位规则是“逢2进1”，数字1在不同的位上代表不同的值，按从右至左的次序，这个值以二倍递增。
注：1个字节=8位bit,
bit最高位是符号位如：■□□□□□□□黑色方框为符号位。
符号位0代表正数，1代表负数

二进制--原码、反码、补码
对于有符号的而言：
1、二进制的最高位是符号位：0表示正数，1表示负数
2、正数的原码、反码、补码都一样
3、负数的反码=它的原码符号位不变，其它位取反
4、负数的补码=它的反码+1
5、0的反码，补码都是0
6、java没有无符号数，换言之，java中的数都是有符号的
7、在计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的。

位运算符和移位运算
java中有4个位运算，分别是“按位与&、按位或|、按位异或^，按位取反~”，它们的运算规则是：
按位与&：两位全为1，结果为1
按位或|：两位有一个为1，结果为1
按位异或^：两位一个为0，一个为1，结果为1
按位取反：0->1，1->0

java中有3个移位运算符：
>>、<<算术右移和算术左移，运算规则：
算术右移：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
算术左移：符号位不变，低位补0
>>>逻辑右移，运算规则是：低们溢出，高位补0

计算过程举例

注意：计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的，如果补码计算结果负数，则需要把补码转为原码

1>>2

1的原码

00000000 00000000 00000000 00000001
因为正数的原码、反码、补码都一样
所以1的补码
00000000 00000000 00000000 00000001
算数右移2位结果
00000000 00000000 00000000 00000000
所以1>>2=0
推导出1>>n(n>1的正整数) 结果都为0

-1>>2

-1的原码

10000000 00000000 00000000 00000001
-1的反码

11111111 11111111 11111111 11111110
-1的补码
11111111 11111111 11111111 11111111

算数右移2位结果
11111111 11111111 11111111 11111111

补码->反码 ：-1
11111111 11111111 11111111 11111110

反码->原码
10000000 00000000 00000000 00000001
所以-1>>2=-1

推导出-1>>n(n>1的正整数) 结果都为-1

3>>>2

3的原码

00000000 00000000 00000000 00000011

因为正数的原码、反码、补码都一样

所以3的补码

00000000 00000000 00000000 00000011

>>>逻辑右移2位结果为

00000000 00000000 00000000 00000000

所以3>>>2=0

~2
2的原码补码相同
2的补码
00000000 00000000 00000000 00000010

按位取反~

11111111 11111111 11111111 11111101

因为第1为是1，为负数，所以要-1，其它位取反得原码结果

-1
11111111 11111111 11111111 11111100

其它位取反

10000000
00000000 00000000 00000011

所以结果为-3