java中位運算的一點研究

簡介

java位運算是對java中整型數據（byte char short int long）的二進制進行位操作的運算。java二進制最高位是符號位。0爲正，1爲負。主要有與（&只有1&1爲1，其餘爲0），或（|只有0|0爲0，其餘爲1），非(~取反），異或（^相異爲1），有符號左移（<<),有符號右移（>>),無符號右移（>>>)。沒有無符號左移。

舉例

~4
0 0 0 0 0 0 0 0100
1 1 1 1 1 1 1 1011

解碼：先取反碼，再補碼
0 0 0 0 0 0 0 0100
0 0 0 0 0 0 0 0101
結果：-5

有符號右移>>(若正數,高位補0,負數,高位補1)
-4>>2
1 1 1 1 1 1 1 1100 原碼
1 1 1 1 1 1 1 1 右移，最左邊空出兩位按規則負數空位補1
0 0 0 0 0 0 0 0 解碼
0 0 0 0 0 0 0 1 補碼(補碼即最後一位+1)
結果：-1

有符號左移<<(若正數,低位補0,負數,低位補1)
-4<<2
1 1 1 1 1 1 1 1100 原碼
1 1 1 1 1 1 1 0 左移，最右邊空出兩位補0
0 0 0 0 0 0 0 1 解碼
0 0 0 0 0 0 1 0 補碼
結果：-16

無符號右移>>>(不論正負,高位均補0)
-4>>>2
1 1 1 1 1 1 1 1100 原碼
0011 1 1 1 1 1 1 1 右移(由於高位均補0，故>>>後的結果一定是正數)
結果：1073741823

用途

1. 判斷int型變量a是奇數還是偶數
   a&1 = 0 偶數
   a&1 = 1 奇數
2. 求平均值，比如有兩個int類型變量x、y,首先要求x+y的和，再除以2，但是有可能x+y的結果會超過int的最大表示範圍，所以位運算就派上用場啦。
   (x&y)+((x^y)>>1);
3. 對於一個大於0的整數，判斷它是不是2的幾次方
   ((x&(x-1))==0)&&(x!=0)；
4. 比如有兩個int類型變量x、y,要求兩者數字交換，位運算的實現方法：性能絕對高效
   x ^= y;
   y ^= x;
   x ^= y;
5. 求絕對值
   int abs( int x )
   {
   int y ;
   y = x >> 31 ;
   return (x^y)-y ; //or: (x+y)^y
   }
6. 取模運算，採用位運算實現：
   a % (2^n) 等價於 a & (2^n - 1)
7. 乘法運算 採用位運算實現
   a * (2^n) 等價於 a << n
8. 除法運算轉化成位運算
   a / (2^n) 等價於 a>> n
9. 求相反數
   (~x+1)
   10 a % 2 等價於 a & 1