java 位元運算

public class BitOperate {public static void bitCalc() {byte a = 12,b=10;byte c = -12,d=-10;/** * 1、按位與   &  * (AND) * 運算方法：當兩邊運算元的位同時為1時，結果為1，否則為0 *  * 注意：符號位也會參與運算 */// 12二進位表示(1100),10二機制(1010)System.out.println("正數與運算："+(a&b));  //1100&1010=1000 == 8 //注意：負數電腦用補碼錶示：// -12：11110100, -10：11110110System.out.println("負數與運算："+(c&d));  //(11110100)補=(10001100)原 == -12//System.out.println("正負數與運算："+(a&d));//00001100&11110110 = 00000100 == 4 System.out.println();/** * 2、按位或  | * (OR) * 運算方法：當兩邊運算元的位有一邊為1時，結果為1，否則為0 *  */System.out.println("正數或運算："+(a|b)); //1100|1010=1110 == 14// -12：11110100, -10：11110110System.out.println("負數或運算："+(c|d)); //(11110110)補=(10001010)原 == -10// 12：00001100, -10：11110110System.out.println("正負數或運算："+(a|d));  //(11111110)補=(10000010)原 == -2System.out.println();/** * 3、按位非  ~   * (NOT) * 運算方法：運算元的位0變1,1變0 *  */// 12: 00001100System.out.println("正數非運算："+ (~a)); //11110011=(10001101)原 == -13// -12: 11110100System.out.println("負數非運算："+ (~c)); //00001011 == 11System.out.println();/** * 4、按位異或  ^ * (XOR) * 運算方法： 對比每個數位上的0或1如果相同，那麼結果就取0，如果不同就取1 *   */// 12: 00001100), 10: 00001010)System.out.println("正數異或運算："+ (a^b)); //000000110 == 6// -12：11110100, -10：11110110System.out.println("負數異或運算："+(c^d)); //00000010 == 2// 12：00001100, -10：11110110System.out.println("正負數異或運算："+(a^d));  //(11111010)補=(10000110)原 == -6System.out.println("--------------------------------------------");/** * 移位元運算 *  * 概念： * 移位元運算符就是在二進位的基礎上對數字進行平移。 *  * 分類： * 按照平移的方向和填充數位規則分為三種：<<（左移）、>>（帶符號右移）和>>>（無符號右移）。　　              *  * 運算方式： * 在移位元運算時，byte、short和char類型移位後的結果會變成int類型， * 對於byte、short、char和int進行移位時，規定實際移動的次數是移動次數和32的餘數， * 也就是移位33次和移位1次得到的結果相同。         *     移動long型的數值時，規定實際移動的次數是移動次數和64的餘數，         * 也就是移動66次和移動2次得到的結果相同。         * *  */ /** * 5、左移  <<  *   * 運算方法：  * 按二進位形式把所有的數字向左移動對應的位元，高位移出（捨棄），低位的空位補零。 *  * 數學意義：　　 * 在數字沒有溢出的前提下，對於正數和負數，左移一位都相當於乘以2的1次方，左移n位就相當於乘以2的n次方。　　 * *///before: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100//after:  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000  == 48System.out.println("正數左移："+(a<<2));  //a*2*2 = 48System.out.println("負數左移："+(c<<2));  //c*2*2 = -48//數字溢出的情況：//12//before: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100//<<28 after : 1100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000//<<29 after : 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  -0補碼代表最小負數2的31次方就是-2147483648System.out.println("正數左移溢出："+(a<<28));  //-1073741824System.out.println("正數左移溢出："+(a<<29));  //-2147483648//-12//before: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0100//<<28after : 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000//<<28after : 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000System.out.println("負數左移溢出："+(c<<28));  //1073741824System.out.println("負數左移溢出："+(c<<29));  //-2147483648System.out.println();/** * 5、有符號右移  >>  *   * 運算方法：  * 按二進位形式把所有的數字向右移動對應的位元，低位移出（捨棄），高位的空位補符號位，即正數補零，負數補1。 *  * 數學意義：　　 * 在數字沒有溢出的前提下，右移一位相當於除2，右移n位相當於除以2的n次方。　　 * *///10 : 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010//>>2after:  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 System.out.println("正數有符號右移："+(b>>2));  //a/2*2 = 2//-10：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110//>>2after: 111111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101System.out.println("負數有符號右移："+(d>>2));  //-3System.out.println();/** * 5、無符號右移  >>>  *   * 運算方法：  * 按二進位形式把所有的數字向右移動對應的位元,低位移出(捨棄),高位的空位補零。 *      對於正數來說和帶符號右移相同，對於負數來說不同。 *  * 其他結構和>>相似。　　 * *///10 : 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010//>>>2after:  0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 System.out.println("正數無符號右移："+(b>>>2));  // 正數的情況與>>相同//-10：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110//>>>2after: 001111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101System.out.println("負數無符號右移："+(d>>>2));  //負數高位補0：1073741821}public static void main(String[] args) {BitOperate.bitCalc();}}

運算結果：

正數與運算：8負數與運算：-12正負數與運算：4正數或運算：14負數或運算：-10正負數或運算：-2正數非運算：-13負數非運算：11正數異或運算：6負數異或運算：2正負數異或運算：-6--------------------------------------------正數左移：48負數左移：-48正數左移溢出：-1073741824正數左移溢出：-2147483648負數左移溢出：1073741824負數左移溢出：-2147483648正數有符號右移：2負數有符號右移：-3正數無符號右移：2負數無符號右移：1073741821

/** * byte、short類型左移 *  * 會自動轉換為int類型進行右移 */public static void bitShift() {byte a = 64, b; int i; i = a << 2; b = (byte) (a << 2); System.out.println("Original value of a: " + a); System.out.println("i (int): " + i + "----- b(byte): " + b); }

結果：

Original value of a: 64i (int): 256----- b(byte): 0

移位元運算的總結：

1.對於左移運算：

          1>每左移一個位，高階位都被移出（並且丟棄），並用0填充右邊。這意味著當左移的運算數是int 類型時，每移動1位，它的第31位就要被移出並且丟棄；當左移的運算數是long 類型時，每移動1位它的第63位就要被移出並且丟棄。

         2>左移都可以使原來的運算元翻倍，程式員們經常使用這個辦法來進行快速的2 的乘法。但是你要小心，如果你將1移進高階位（31或63位），那麼該值將變為負值。

         3>在對byte 和short類型的值進行移位元運算時 , Java將自動把這些類型擴大為 int 型，而且，移位後的值也是int 型;如果左移不超過31位，原來對應各位的值不會丟棄。但是，如果你對一個負的byte 或者short類型的值進行移位元運算，它被擴大為int 型後，它的符號也被擴充，結果的高位就會被1填充。因此，為了得到正確的結果，你就要捨棄得到結果的高位。這樣做的最簡單辦法是將移位元運算的結果再轉換成byte 型 。

2.對於右移運算：每右移一次，就相當於將該值除以2並且捨棄了餘數。你可以利用這個特點將一個整數進行快速的2的除法。當然，你一定要確保你不會將該數原有的任何一位移出。

3.無符號右移（>>>）與右移的區別：每一次右移，>>運算子總是自動地用它的先前最高位的內容補它的最高位。這樣做保留了原值的符號。而無符號移動總是在高位（最左邊）補0。

4.與C、C++不同,Java中沒有無符號型整數,而且明確規定了整型和浮點型資料所佔的記憶體位元組數,這樣就保證了安全性、魯棒性和平台無關性。