Java中的移位操作以及基礎資料型別 (Elementary Data Type)轉換成位元組數組【收集】__Java

AVA中位元運算符包括:
&
|
~
^
<<
>>
>>>

一、
首先要搞清楚參與運算的數的位元：
(
聯想：java的8種基本類型：byte,short, char, int, long,float,double,boolean. 
   在記憶體中固定長度(位元組)：1      2       2       4     8     4       8      true/false
   這些固定類型的長度與具體的軟硬體環境無關。這一點與C++不同,Java中的char類型用Unicode碼儲存

與此對應的，java提供了8種封裝類型： 
Byte,Short,Character,Integer,Long,Float,Double,Boolean. 
它們之間的相互轉換：例如： 
double a=1; 
//把double基本類型轉換為Double封裝類型 
Double b=new Double(a); 
//把Double封裝類型轉換為double基本類型 
a=b.doubleValue();
)

所以int的是32位。long的是64位。

如int i = 1;
i的二進位原碼錶示為：
00000000000000000000000000000001

long l = 1;
l的二進位原碼錶示為：
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

二、
原碼——符號位為0表示正數，為1表示負數；
 其餘各位等同於真值的絕對值。
 如：0000000000000010B=2，1000000000000010B=-2 
反碼——符號位的用法及正數的表示與“原碼”一樣；
 負數的表示是在“原碼”表示的基礎上通過將符號位以外
 的各位取反來獲得的。
 如：0000000000000010B=2，1111111111111101B=-2 
補碼——符號位的用法及正數的表示與“原碼”一樣；
 負數的表示是在“反碼”的基礎上通過加1來獲得的。
 如：00000010B=2，11111110B=-2

如int i = -1;
10000000000000000000000000000001,最高位是符號位。正數為0，負數為1。
符號位不變，其他位逐位取反後：
11111111111111111111111111111110,即反碼。
反碼加1：
11111111111111111111111111111111,即補碼。
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   注意：負數都是用補碼參與運算的。得到的也是補碼，需要減1取反獲得原碼。          
           千萬要理解這句話!!!                                                                                                     
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三、
常用的位元運算符0在位元運算中是比較特殊的。
　
& 與。    全1為1， 有0為0。　　任何數與0與都等於0。　　
| 或。      有1為1， 全0為0。　　任何數與0或都等於原值。
~ 非。     逐位取反
^ 異或。  相同為0，相異為1。      任何數與0異或都等於原值。

對於int類型資料來說：
1.<<
邏輯左移,右邊補0,符號位就是被移動到的位.
正數:
x<<1一般相當於2x,但是可能溢出.
若x在這個範圍中: 2的30次方~(2的31次方-1) 二進位表示 0100...0000到0111...1111,<<後最高為變為1了,變成負數了.
負數:
x<<1一般也相當於2x,也有可能溢出.
若x在這個範圍中: -2的31次方~-(2的30次方+1)二進位表示1000...0000到1011...1111,<<後最高為變成0了,變成正數了.

2.>>
算術右移,和上面的不對應,為正數時左邊補0,為負數時左邊補1.
x>>1,相當於x/2,餘數被捨棄,因為這個是縮小,所以不會溢出.
不過有一點要注意: -1右移多少位都是-1.(這個道理很簡單嘛，呵呵)
另外捨棄的餘數是正的:
 3>>1=1  捨棄的餘數是1.
-3>>1=-2 捨棄的餘數也是1,而不是-1.
對於正數 x>>1和x/2相等
對於負數 x>>1和x/2不一定相等.

3.>>>
邏輯右移,這個才是和<<對應的
這個把符號位一起移動,左邊補0
對於正數,>>>和>>是一樣的
對於負數,右移之後就變成正數了.

可以使用Integer.toBinaryString(int i)來看01位元,更加直觀.

四、
負數參與的運算，得到的是補碼，負數得到原碼的方法：
　　方法一：將補碼先減1，再逐位取反，得到原碼。即為運算結果。
　　方法二：將補碼先逐位取反，再加1，得到原碼。即為運算結果。
0例外，如果得到的是0，則不需這兩種方法，即得到的原碼位0。
另外，兩個正數運算後得到的就是原碼,不需要再用求原碼方法。

舉例：
-1＾1,
-1
10000000000000000000000000000001--原碼
11111111111111111111111111111110--反碼
11111111111111111111111111111111--補碼
1
00000000000000000000000000000001--原碼

則-1^1等於
11111111111111111111111111111111^
00000000000000000000000000000001=
11111111111111111111111111111110--補碼
11111111111111111111111111111101--反碼
10000000000000000000000000000010--原碼==-2
即-1^1=-2

舉例：
-2^1
-2
10000000000000000000000000000010--原碼
11111111111111111111111111111101--反碼
11111111111111111111111111111110--補碼
1
00000000000000000000000000000001--原碼
則-2^-1等於
11111111111111111111111111111110^
00000000000000000000000000000001=
11111111111111111111111111111111--補碼
11111111111111111111111111111110--反碼
10000000000000000000000000000001--原碼==-1

下面的是cooltigerzsh(阿波羅) 於 2005-2-4 15:16:07對(<<、>>、 >>>)的一翻講解：

移位元運算符面向的運算對象也是二進位的“位”。可單獨用它們處理整數類型（主類型的一種）。
左移位元運算符（<<）能將運算子左邊的運算對象向左移動運算子右側指定的位元（在低位補0）。
“有符號”右移位元運算符（>>）則將運算子左邊的運算對象向右移動運算子右側指定的位元。
“有符號”右移位元運算符使用了“符號擴充”：若值為正，則在高位插入0；若值為負，則在高位插入1。
Java也添加了一種“無符號”右移位元運算符（>>>），它使用了“零擴充”：無論正負，都在高位插入0。
這一運算子是C或C 沒有的。若對char，byte或者short進行移位處理，那麼在移位進行之前，它們會自動轉換成一個int。
只有右側的5個低位才會用到。這樣可防止我們在一個int數裡移動不切實際的位元。
若對一個long值進行處理，最後得到的結果也是long。此時只會用到右側的6個低位，防止移動超過long值裡現成的位元。
但在進行“無符號”右移位時，也可能遇到一個問題。若對byte或short值進行右移位元運算，
得到的可能不是正確的結果（Java 1.0和Java 1.1特別突出）。它們會自動轉換成int類型，並進行右移位。
但“零擴充”不會發生，所以在那些情況下會得到-1的結果。

如：
public class URShift {
public static void main(String[] args) {
int i = -1;
i >>>= 10;
System.out.println(i);
long l = -1;
l >>>= 10;
System.out.println(l);
short s = -1;
s >>>= 10;
System.out.println(s);
byte b = -1;
b >>>= 10;
System.out.println(b);
}
}
輸出結果：
4194303
18014398509481983
-1
-1

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還有一點不得不提，也是非常隱含的一點，那就是我在Einstein的BLOG上找到的，他說是SCJP上的題，
摘錄他的文章如下：

SCJP裡的題還真是"噶"呀,很多都是讓人想不到的問題,有點意思.哈哈,今天最後一個,之後趴趴,太晚了,
明天還是去瀋陽賣數位相機呢(興奮ing...)
 
下面代碼:
class test002
{
 public static void main(String[] agrs)
 {
  int i=-1;
  int j=i>>>32;
  System.out.println(j);
 }
}
按照我的理解應該輸出:0,因為JAVA的INT類型是佔4位元組的,也就是說佔32位,當右移了32位的時候所有的位應該都變成0,但輸出結果確是:-1,
想了很久沒想明白就上網發了個文章問了一下,非常感謝coffer283和danieljill()兩位朋友.
原來在JAVA進行移位元運算中因為int是佔32位,進行移位的數是32的模,所以當i>>>32的時候就等於i>>>0,相當於沒有進行移位.
我又試了試long類型的移位,long佔8位元組也就是64位,所以移位的數是64的模.
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上面是他的問題，給了我不少的啟發，對Java的移位元運算有了跟深一層的理解。
同時我也對byte,short類型的移位周期做了實驗，也是32，跟int類型的相同，從而也驗證了byte、short進行右移位元運算，會自動轉換成int類型，我並驗證了<<、>>、>>>這3個移位元運算符都遵循移位周期。
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前段時間用到，拿出來和大家分享。

// 整數到位元組數群組轉換
 public static byte[] int2bytes(int n) {
 byte[] ab = new byte[4];
 ab[0] = (byte) (0xff & n);
 ab[1] = (byte) ((0xff00 & n) >> 8);
 ab[2] = (byte) ((0xff0000 & n) >> 16);
 ab[3] = (byte) ((0xff000000 & n) >> 24);
 return ab;
 }

 // 位元組數組到整數的轉換
 public static int bytes2int(byte b[]) {
 int s = 0;
 s = ((((b[0] & 0xff) << 8 | (b[1] & 0xff)) << 8) | (b[2] & 0xff)) << 8
 | (b[3] & 0xff);
 return s;
 }

 // 位元組轉換到字元
 public static char byte2char(byte b) {
 return (char) b;
 }

 private final static byte[] hex = "0123456789ABCDEF".getBytes();

 private static int parse(char c) {
 if (c >= 'a')
 return (c - 'a' + 10) & 0x0f;
 if (c >= 'A')
 return (c - 'A' + 10) & 0x0f;
 return (c - '0') & 0x0f;
 }

 // 從位元組數組到十六進位字串轉換
 public static String Bytes2HexString(byte[] b) {
 byte