Java 位元運算(移位、位與、或、異或、非）

Java提供的位元運算符有：左移( << )、右移( >> ) 、無符號右移( >>> ) 、位與( & ) 、位或( | )、位非( ~ )、位異或( ^ )，除了位非( ~ )是一元操作符外，其它的都是二元操作符。

1、左移( << )

Test1、將5左移2位：

package com.xcy;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(5<<2);//運行結果是20}}

運行結果是20，但是程式是怎樣執行的呢？

首先會將5轉為2進位表示形式(java中，整數預設就是int類型,也就是32位):

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101           然後左移2位後，低位補0：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100           換算成10進位為20

2、右移( >> ) ，右移同理，只是方向不一樣罷了(感覺和沒說一樣)

System.out.println(5>>2);//運行結果是1

還是先將5轉為2進位表示形式：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 然後右移2位，高位補0：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

3、無符號右移( >>> )

我們知道在Java中int類型佔32位，可以表示一個正數，也可以表示一個負數。正數換算成二進位後的最高位為0，負數的二進位最高為為1

例如  -5換算成二進位後為：

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011   (剛開始接觸二進位時，不知道最高位是用來表示正負之分的，當時就總想不通。。明明算起來得到的就是一個正數-_-)

我們分別對5進行右移3位、 -5進行右移3位和無符號右移3位：

package com.xcy;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(5>>3);//結果是0System.out.println(-5>>3);//結果是-1System.out.println(-5>>>3);//結果是536870911}}

我們來看看它的移位過程(可以通過其結果換算成二進位進行對比)：

5換算成二進位： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

5右移3位後結果為0，0的二進位為： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000        // (用0進行補位)

 -5換算成二進位： 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

-5右移3位後結果為-1，-1的二進位為：
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111   // (用1進行補位)

-5無符號右移3位後的結果 536870911 換算成二進位：
0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111   // (用0進行補位)

通過其結果轉換成二進位後，我們可以發現，正數右移，高位用0補，負數右移，高位用1補，當負數使用無符號右移時，用0進行部位(自然而然的，就由負數變成了正數了)

注意：筆者在這裡說的是右移，高位補位的情況。正數或者負數左移，低位都是用0補。(自行測試)

4、位與( & )

package com.xcy;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(5 & 3);//結果為1}}

還是老套路，將2個運算元和結果都轉換為二進位進行比較：

5轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

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1轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

位與：第一個運算元的的第n位於第二個運算元的第n位如果都是1，那麼結果的第n為也為1，否則為0

5、位或( | )

package com.xcy;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(5 | 3);//結果為7}}

5轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

-------------------------------------------------------------------------------------

7轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

位或操作：第一個運算元的的第n位於第二個運算元的第n位 只要有一個是1，那麼結果的第n為也為1，否則為0

6、位異或( ^ )

package com.xcy;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(5 ^ 3);//結果為6}}

5轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

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6轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110

位異或：第一個運算元的的第n位於第二個運算元的第n位 相反，那麼結果的第n為也為1，否則為0

7、位非( ~ )           位非是一元操作符

package com.xcy;public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(~5);//結果為-6}}

 5轉換為二進位：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

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-6轉換為二進位：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010

位非：運算元的第n位為1，那麼結果的第n位為0，反之。

由位元運算操作符衍生而來的有：

&= 按位與賦值

|=  按位或賦值

^= 按位非賦值

>>= 右移賦值

>>>= 無符號右移賦值

<<= 賦值左移

和 += 一個概念而已。

舉個例子：

package com.xcy;public class Test {public static void main(String[] args) {int a = 5a &= 3;System.out.println(a);//結果是1}}