Java二進制位運算符

本文轉載自查看原文 2020-09-26 16:23 541 java二進制

1.簡述

　　看這篇文章之前首先了解一下原碼，反碼，補碼的概念。https://www.cnblogs.com/bl123/p/13730998.html

　　需要注意的是，二進制都是從高位到低位。

2.位運算符分類

符號	描述	運算規則
&	與	按位與，如果對應的二進制位同時為 1，那么計算結果才為 1；否則為 0。因此，任何數與 0 進行按位與運算，其結果都為 0。
\|	或	按位或，如果對應的二進制位只要有一個為 1，那么結果就為 1；如果對應的二進制位都為 0，結果才為 0。
^	異或	按位異或，如果對應的二進制位相同（同時為 0 或同時為 1）時，結果為 0；如果對應的二進制位不相同，結果則為 1。
~	取反	按位取反，只對一個操作數進行運算，將操作數二進制中的 1 改為 0，0 改為 1。
>>	右移	有符號按位右移，只對一個操作數進行運算，將操作數二進制形式向右移動對應的位數，低位移出（舍棄），高位的空位補零。
<<	左移	按位左移，只對一個操作數進行運算，將操作數二進制形式向左移動對應的位數，高位移出（舍棄），低位的空位補零。
>>>	無符號右移	無符號按位右移，只對一個操作數進行運算，將操作數按二進制形式忽略符號位的右移，空位都以0補齊。

3.分類中各種位運算符簡述

（1）&（與運算）

　　參加運算的兩個數據，按二進制位進行“與”運算。

　　運算規則：0 & 0 = 0、0 & 1 = 0、1 & 0 = 0、1 & 1 = 1。即：兩位同時為1，結果才為1，否則為0。

　　示例如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(3));
        System.out.println(binaryToDecimal(5));
        System.out.println(binaryToDecimal(3 & 5));
        System.out.println(3 & 5);
    }
    
    /**將10進制轉為2進制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自帶方法轉為二進制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 16 - length; i++) {//補齊16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

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運行結果

0000 0000 0000 0011

0000 0000 0000 0101

0000 0000 0000 0001

　　根據示例的輸出結果我們可以得出，3 & 5即0000 0000 0000 0011 & 0000 0000 0000 0101 = 0000 0000 0000 0001因此，3 & 5的值等於1。

（2）|（或運算）

　　參與運算的兩個數據，按照二進制位進行“或”運算。

　　運算規則：0 & 0 = 0、0 & 1 = 1、1 & 0 = 1、1 & 1 = 1。即：參與運算的兩個數據只要有一個值為1 那么值為1。

　　示例如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(3));
        System.out.println(binaryToDecimal(5));
        System.out.println(binaryToDecimal(3 | 5));
        System.out.println(3 | 5);
    }
    
    /**將10進制轉為2進制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自帶方法轉為二進制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 16 - length; i++) {//補齊16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

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運行結果

0000 0000 0000 0011

0000 0000 0000 0101

0000 0000 0000 0111

　　根據示例的輸出結果我們可以得出，3 | 5即0000 0000 0000 0011 | 0000 0000 0000 0101 = 0000 0000 0000 0111因此，3 | 5的值等於7。

（3）^（異或運算）

　　參與運算的兩個數據，按照二進制位進行“異或”運算。

　　運算規則：0 & 0 = 0、0 & 1 = 1、1 & 0 = 1、1 & 1 = 0。即：參加運算的兩個對象，如果兩個相應位值不同，則該位結果為1，否則為0。

　　示例如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(3));
        System.out.println(binaryToDecimal(5));
        System.out.println(binaryToDecimal(3 ^ 5));
        System.out.println(3 ^ 5);
    }
    
    /**將10進制轉為2進制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自帶方法轉為二進制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 16 - length; i++) {//補齊16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

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運行結果

0000 0000 0000 0011

0000 0000 0000 0101

0000 0000 0000 0110

　　根據示例的輸出結果我們可以得出，3 ^ 5即0000 0000 0000 0011 ^ 0000 0000 0000 0101 = 0000 0000 0000 0110因此，3 ^ 5的值等於6。

（4）~（取反運算）

　　參與取反的一個數據，按照二進制位進行“取反”運算。

　　取反規則：1 = 0、0 = 1。即：參加取反的一個對象，如果相應位值為0，則該位結果為1，否則為0。

　　示例如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(3));
        System.out.println(binaryToDecimal(~3));
    }
    
    /**將10進制轉為2進制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自帶方法轉為二進制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 32 - length; i++) {//補齊16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length + 3; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

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運行結果

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100

　　根據示例的輸出結果我們可以得出，~3即0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100。

（5）>>（右移運算）

　　參與右移的一個數據，按照二進制位進行“右移”運算。

　　示例如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(-256));
        System.out.println(binaryToDecimal(-256 >> 4));
    }
    
    /**將10進制轉為2進制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自帶方法轉為二進制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 16 - length; i++) {//補齊16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length + 3; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

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運行結果

1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000

　　根據示例的輸出結果我們可以看到，二進制數向右邊移動了4位，因為是有符號的右移，所以如果是負數的話，那就會補充1，正數則補充0。

（6）<<（左移運算）

　　參與左移的一個數據，按照二進制位進行“左移”運算。

　　示例如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(-256));
        System.out.println(binaryToDecimal(-256 << 4));
    }
    
    /**將10進制轉為2進制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自帶方法轉為二進制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 32 - length; i++) {//補齊16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length + 3; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

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運行結果

1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000

　　根據示例的輸出結果我們可以看到，二進制數向左邊移動了4位，空位補充0。

（7）>>>（無符號右移運算）

　　參與無符號右移的一個數據，按照二進制位進行“無符號右移”運算。

　　示例如下：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(-256));
        System.out.println(binaryToDecimal(-256 >>> 4));
    }
    
    /**將10進制轉為2進制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自帶方法轉為二進制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 32 - length; i++) {//補齊16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length + 3; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

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運行結果

1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000

　　根據示例的輸出結果我們可以看到，二進制數向右邊移動了4位，因為是無符號右移所以空位直接補充0。

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