Java 位運算

一，Java 位運算 

1.表示方法：　

在Java語言中，二進制數使用補碼錶示，最高位爲符號位，正數的符號位爲0，負數爲1。補碼的表示需要滿足如下要求。　

(1)正數的最高位爲0，其餘各位代表數值本身(二進制數)。　

(2)對於負數，通過對該數絕對值的補碼按位取反，再對整個數加1。 

2.位運算符　

位運算表達式由操作數和位運算符組成，實現對整數類型的二進制數進行位運算。位運算符可以分爲邏輯運算符(包括~、＆、|和^)及移位運算符(包括>>、<<和>>>)。 

1)左移位運算符（<<）能將運算符左邊的運算對象向左移動運算符右側指定的位數（在低位補0）。 

2)“有符號”右移位運算符（>>）則將運算符左邊的運算對象向右移動運算符右側指定的位數。“有符號”右移位運算符使用了“符號擴展”：若值爲正，則在高位插入0；若值爲負，則在高位插入1。

3)Java也添加了一種“無符號”右移位運算符（>>>），它使用了“零擴展”：無論正負，都在高位插入0。這一運算符是C或C++沒有的。 

4)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個低位纔會用到。這樣可防止我們在一個int數裏移動不切實際的位數。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值裏現成的位數。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“零擴展”不會發生，所以在那些情況下會得到-1的結果。 

在進行位運算時，需要注意以下幾點。　　

(1)>>>和>>的區別是：在執行運算時，>>>運算符的操作數高位補0，而>>運算符的操作數高位移入原來高位的值。　　

(2)右移一位相當於除以2，左移一位(在不溢出的情況下)相當於乘以2；移位運算速度高於乘除運算。　　

(3)若進行位邏輯運算的兩個操作數的數據長度不相同，則返回值應該是數據長度較長的數據類型。　　

(4)按位異或可以不使用臨時變量完成兩個值的交換，也可以使某個整型數的特定位的值翻轉。　　

(5)按位與運算可以用來屏蔽特定的位，也可以用來取某個數型數中某些特定的位。　　

(6)按位或運算可以用來對某個整型數的特定位的值置l。

3．位運算符的優先級　

~的優先級最高，其次是<<、>>和>>>，再次是＆，然後是^，優先級最低的是|。 

 

二， 按位異或運算符^ 

 參與運算的兩個值，如果兩個相應位相同，則結果爲0，否則爲1。即：0^0=0， 1^0=1， 0^1=1， 1^1=0 

例如：10100001^00010001=10110000

　　　0^0=0,0^1=1 0異或任何數＝任何數 

　　　1^0=1,1^1=0 1異或任何數－任何數取反 

　　　任何數異或自己＝把自己置0

(1)按位異或可以用來使某些特定的位翻轉，如對數10100001的第2位和第3位翻轉，可以將數與00000110進行按位異或運算。　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　10100001^00000110=10100111 //1010 0001 ^ 0x06 = 1010 0001 ^ 6 

(2)通過按位異或運算，可以實現兩個值的交換，而不必使用臨時變量。

例如交換兩個整數a，b的值，可通過下列語句實現：

 a=10100001,b=00000110 

 a=a^b； 　　//a=10100111 

 b=b^a； 　　//b=10100001

 a=a^b； 　　//a=00000110

(3)異或運算符的特點是：數a兩次異或同一個數b（a=a^b^b）仍然爲原值a.

 

 三，Java 中除了二進制的表示方法： 

由於數據在計算機中的表示，最終以二進制的形式存在，所以有時候使用二進制，可以更直觀地解決問題。 

 但，二進制數太長了。比如int 類型佔用4個字節，32位。比如100，用int類型的二進制數表達將是： 

 0000 0000 0000 0000 0110 0100

 面對這麼長的數進行思考或操作，沒有人會喜歡。因此，C,C++,以及java中 沒有提供在代碼直接寫二進制數的方法。 

 八進制數的表達方法 

 如何表達一個八進制數呢？如果這個數是 876,我們可以斷定它不是八進制數，因爲八進制數中不可能出7以上的阿拉伯數字。但如果這個數是123、是567，或12345670，那麼它是八進制數還是10進制數，都有可能。

 所以規定，一個數如果要指明它採用八進制，必須在它前面加上一個0，如：123是十進制，但0123則表示採用八進制。這就是八進制數的表達方法。 現在，對於同樣一個數，比如是100，我們在代碼中可以用平常的10進製表達，例如在變量初始化時： 

 int a = 100; 

 我們也可以這樣寫：

 int a = 0144; //0144是八進制的100；一個10進制數如何轉成8進制。 

 千萬記住，用八進制表達時，你不能少了最前的那個0。否則計算機會通通當成10進制。不過，有一個地方使用八進制數時，卻不能使用加0，那就是我們前面學的用於表達字符的“轉義符”表達法。

 十六進制數的表達方法 

 如果不使用特殊的書寫形式，16進制數也會和10進制相混。隨便一個數：9876，就看不出它是16進制或10進制。 

 16進制數必須以 0x開頭。比如 0x1表示一個16進制數。而1則表示一個十進制。另外如：0xff,0xFF,0X102A,等等。其中的x也也不區分大小寫。(注意：0x中的0是數字0，而不是字母O) 

 以下是一些用法示例：

 int a = 0x100F; 

 int b = 0x70 + a; 

 最後一點很重要，10進制數有正負之分，比如12表示正12，而-12表示負 12，；但8進制和16進制只能用來表達無符號的正整數，如果你在代碼中裏：-078，或者寫：-0xF2,編譯器並不把它當成一個負數。