Java常用的二進制位操作

1.簡述

　　看這篇文章之前首先了解一下二進制位運算符。https://www.cnblogs.com/bl123/p/13734880.html

2.常用的位操作（以下所有案例可以根據需求調整）

（1）獲取數值的高低位

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(2222));
        System.out.println(binaryToDecimal((2222 >> 8) & 0xff));
        System.out.println(binaryToDecimal(2222 & 0xff));
        System.out.println((2222 >> 8) & 0xff);
        System.out.println(2222 & 0xff);
    }
    
    /**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();
    }
}

運行結果

0000 1000 1010 1110

0000 0000 0000 1000

0000 0000 1010 1110

8

174

　　通過上面的示例運行結果可以看出，這是一個取高/低八位的示例。也可以使用另外一種方式獲取高低位，示例如下

public class Data {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(2222 / (int) Math.pow(2, 8));
        System.out.println(2222 % (int) Math.pow(2, 8));
    }
}

運行結果

8

174

　　可以看到輸出的結果是一樣的。

（2）數值按位拆分

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(2222));
        System.out.println(Arrays.toString(getIntSplit(2222)));
    }
    /**一個int按照bit位解析成多個int
     */
    public static int[] getIntSplit(int value){
        int[] array = new int[4];
        array[0] = value & 0xff;//直接取低8位
        array[1] = value >> 8 & 0x1f;//右移8位，取5位
        array[2] = value >> 13 & 3;//右移13位，取3位
        array[3] = value >> 15;//右移15位，取1位
        return array;
    }
    
    /**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();
    }
}

運行結果

0000 1000 1010 1110

[174, 8, 0, 0]

　　通過上面的示例運行結果可以看出，這是把一個數值根據需要的位進行了拆分。

（3）數值按位合並

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(2222));
        System.out.println(Arrays.toString(getIntSplit(2222)));
        System.out.println(getIntConform(174, 8, 0, 0));
    }
    
    /**一個int按照bit位解析成多個int
     */
    public static int[] getIntSplit(int value){
        int[] array = new int[4];
        array[0] = value & 0xff;//直接取低8位
        array[1] = value >> 8 & 0x1f;//右移8位，取5位
        array[2] = value >> 13 & 3;//右移13位，取3位
        array[3] = value >> 15;//右移15位，取1位
        return array;
    }
    
    /**多個int整合成一個int
     */
    public static int getIntConform(int value1,int value2,int value3,int value4) {
        int r = 0;
        r |= value1;//直接按位或
        r |= (value2 << 8);//左移8位，在按位或
        r |= (value3 << 13);//左移13位，在按位或
        r |= (value4 << 15);//左移13位，在按位或
        return r;
    }
    
    /**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();
    }
}

運行結果

0000 1000 1010 1110

[174, 8, 0, 0]

2222

　　通過上面的示例運行結果可以看出，這是把一個數值根據需要的位進行了拆分，再把它合並。

（4）其他位操作

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 獲得int型最大值
        System.out.println((1 << 31) - 1);// 2147483647， 由於優先級關系，括號不可省略
        System.out.println(~(1 << 31));// 2147483647

        // 2. 獲得int型最小值
        System.out.println(1 << 31);
        System.out.println(1 << -1);

        // 3. 獲得long類型的最大值
        System.out.println(((long)1 << 127) - 1);

        // 4. 乘以2運算
        System.out.println(10<<1);

        // 5. 除以2運算(負奇數的運算不可用)
        System.out.println(10>>1);

        // 6. 乘以2的m次方
        System.out.println(10<<2);

        // 7. 除以2的m次方
        System.out.println(16>>2);

        // 8. 判斷一個數的奇偶性
        System.out.println((10 & 1) == 1);
        System.out.println((9 & 1) == 1);

        // 9. 不用臨時變量交換兩個數（面試常考）
        int a = 3,b=5;
        a ^= b;
        b ^= a;
        a ^= b;
        System.out.println(a+","+b);

        // 10. 取絕對值（某些機器上，效率比n>0 ? n:-n 高）
        int n = -1;
        System.out.println((n ^ (n >> 31)) - (n >> 31));
        /* n>>31 取得n的符號，若n為正數，n>>31等於0，若n為負數，n>>31等於-1
        若n為正數 n^0-0數不變，若n為負數n^-1 需要計算n和-1的補碼，異或后再取補碼，
        結果n變號並且絕對值減1，再減去-1就是絕對值 */

        // 11. 取兩個數的最大值（某些機器上，效率比a>b ? a:b高）
        System.out.println(b&((a-b)>>31) | a&(~(a-b)>>31));

        // 12. 取兩個數的最小值（某些機器上，效率比a>b ? b:a高）
        System.out.println(a&((a-b)>>31) | b&(~(a-b)>>31));

        // 13. 判斷符號是否相同(true 表示 x和y有相同的符號， false表示x，y有相反的符號。)
        System.out.println((a ^ b) > 0);

        // 14. 計算2的n次方 n > 0
        System.out.println(2<<(n-1));

        // 15. 判斷一個數n是不是2的冪
        System.out.println((n & (n - 1)) == 0);
        /*如果是2的冪，n一定是100... n-1就是1111....
        所以做與運算結果為0*/

        // 16. 求兩個整數的平均值
        System.out.println((a+b) >> 1);

        // 17. 從低位到高位,取n的第m位
        int m = 2;
        System.out.println((n >> (m-1)) & 1);

        // 18. 從低位到高位.將n的第m位置為1
        System.out.println(n | (1<<(m-1)));
        /*將1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
        n在和這個數做或運算*/

        // 19. 從低位到高位,將n的第m位置為0
        System.out.println(n & ~(0<<(m-1)));
        /* 將1左移m-1位找到第m位，取反后變成111...0...1111
        n再和這個數做與運算*/
    }
}

　　注：這個來源於https://www.jianshu.com/p/b677858bc085/