【Java】位操作符

位運算符

特別注意：使用按位操作符時要注意，相等（==）與不相等（!=）的優先級在按位運算符之上！！！！
這意味着，位運算符的優先級極小，所以使用位運算符時，最好加上括號()

java支持的位運算符有7個，分為兩類：位邏輯運算和移位運算。位邏輯運算符包括按位取反（~）、按位與（&）、按位或（|）和按位異或（^）4種，。移位運算符包括左移（<<）、右移（>>）和無符號右移（>>>）3種。位運算符只能用於整型數據，包括byte、short、int、long和char類型。下表列出了各種位運算符的功能與示例。假設a = 10, b = 3。

~運算符是對運算數的每一位按位取反。

下表列出了位運算符的基本運算,假設整數變量A的值為60和變量B的值為13：

操作符	描述	例子
&	如果相對應位都是1，則結果為1，否則為0	A & B得到 12，即0000 1100
|	如果相對應位都是0，則結果為0，否則為1	A | B得到61，即 0011 1101
^	如果相對應位值相同，則結果為0，否則為1	A ^ B得到 49，即 0011 0001
~	按位取反運算符翻轉操作數的每一位，即0變成1，1變成0。	~A得到 -61，即1100 0011
<<	按位左移運算符。左操作數按位左移右操作數指定的位數。 （低位補零）	A << 2得到 240，即 1111 0000
>>	“有符號”按位右移運算符。左操作數按位右移右操作數指定的位數。 該操作符使用 “符號擴展”：若符號為正，則高位插入 0；若符號為負，則高位插入 1。	A >> 2得到15即 1111
>>>	“無符號”按位右移補零操作符。左操作數的值按右操作數指定的位數右移，移動得到的空位以零填充。 該操作符使用 “零擴展”，無論正負，都在高位插入 0。	A >>> 2得到 15，即 0000 1111

按位操作符

特別注意：使用按位操作符時要注意，相等（==）與不相等（!=）的優先級在按位運算符之上！！！！
使用按位運算符時，最好加上括號()

按位操作符用來操作整數的二進制位，會對兩個參數中對應的位執行布爾代數運算，並最終生成一個結果。

與操作符 “&”，如果兩個輸入位都是 1，那么輸出位是 1，否則輸入位是 0；
或操作符 “|” ，如果兩個輸入位有一個是 1，那么輸出位是 1，只有兩個輸入位都是 0，輸出位才是 0；
異或運算符 “^”，如果兩個輸入位都為 1 或者都為 0，那么輸出位是 0，否則輸出位是 1。
非運算符 “~”，這個一元操作符，只能對一個數操作，規則是輸出位與輸入位相反。

//轉化為二進制：0101
int num1 = 5;
//轉化為二進制：1001
int num2 = 9;
//與運算，二進制結果為 0001，打印結果為 1
System.out.println(num1 & num2);
//或運算，二進制結果為 1101，打印結果為 13
System.out.println(num1 | num2);
//異或運算，二進制結果為 1100，打印結果為 12
System.out.println(num1 ^ num2);
//非運算，二進制結果為 11111111111111111111111111111010，打印結果 -6
System.out.println(Integer.toBinaryString(~num1));

好吧，進哥承認，我看到那個 -6 也蒙了那么一下，所以整理了以下內容。

補充

數字的二進制表現形式為 “有符號的二進制補碼”。
原碼：數字的二進制表示法，最高位為符號位， “ 0 ” 為正，“ 1 ” 為負。
反碼：正數的反碼與原碼相同，負數的反碼對原碼逐位取反，符號位除外。
補碼：正數的補碼與原碼相同，負數的補碼在其反碼末位加 1。
負數的二進制算法（以 -6 為例）：
1）將 -6 的絕對值轉化為二進制，即：00000000 00000000 00000000 00000110
2）求該二進制數的反碼，即：11111111 11111111 11111111 11111001
3）對以上求得的二進制數加 1，即：11111111 11111111 11111111 11111010

移位操作符

移位操作符的運算對象也是二進制的 “位”，但是只能用來處理整數類型。

• 左移位操作符 “<<” 按照操作符右側指定的位數將操作符左邊的操作數向左移動（低位補零）；

• “有符號”右移位操作符 “>>” 按照操作符右側指定的位數將操作符左邊的操作數向右移動。該操作符使用 “符號擴展”：若符號為正，則高位插入 0；若符號為負，則高位插入 1。

• “無符號”右移位操作符 “>>>”，該操作符使用 “零擴展”，無論正負，都在高位插入 0。

//二進制 1111;
int i = 15;
//向右邊移動兩位，二進制結果為 0011，打印結果為 3
System.out.println(i >> 2);
//向左邊移動兩位，二進制結果為 111100，打印結果為 60
System.out.println(i << 2);

移位操作符可以與等號組合使用（<<= 或 >>= 或 >>>=），表示操作符左邊的值會移動由右邊數值指定的位數，再將得到的結果賦給左邊的變量。

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Java運算符

Java運算符按功能可分為：算數運算符、關系運算符、邏輯運算符、位運算符、賦值運算符和條件運算符。

算數運算符

算術運算符包括通常的加（+）、減（-）、乘（*）、除（/）、取模（%），完成整數型和浮點型數據的算術運算。

許多語言中的取模運算只能用於整數型，Java對此做了擴展，它允許對浮點數進行取模操作。例如，3%2 的結果是 1, 15.2%5 的結果是 0.2。取模操作還可以用於負數，結果的符號與第一個操作數的符號相同，例如，5%-3 的結果是 2，-5%3 的結果是-2。

此外，算術運算符還有“++”和“--”兩種，分別稱為加1和減1運算符。這兩種運算符有前綴形式和后綴形式，含有有所不同。例如，i++ 和 ++i 的執行順序是不一樣的，i++ 在 i 使用之后再 +1，++i 在 i 使用之前先 +1。i-- 和 --i 的情況於此類似。

例子：

int i = 1;
System.out.println(i++); //i++，使用之后+1，此處輸出1

int i = 1;
System.out.println(++i); //++i，先+1再使用，此處輸出2

int i = 1;
System.out.println(i--); //i--，使用之后-1，此處輸出1

int i = 1;
System.out.println(--i); //--i，先-1再使用，此處輸出0

關系運算符

關系運算符用來比較兩個值，包括大於（>）、小於（<）、大於等於（>=）、小於等於（<=）、等於（==）和不等於（!=）6種。關系運算符都是二元運算符，也就是每個運算符都帶有兩個操作數，運算的結果是一個邏輯值。Java允許“==”和“!=”兩種運算符用於任何數據類型。例如，既可以判斷兩個數的值是否相等，也可以判斷對象或數組的實例是否相等。判斷實例時比較的是兩個對象在內存中的引用地址是否相等。

邏輯運算符

邏輯運算符包括邏輯與（&&）、邏輯或（||）和邏輯非（!）。前兩個是二元運算符，后一個是一元運算符。Java對邏輯與和邏輯或提供“短路”功能，也就是在進行運算時，先計算運算符左側的表達式的值，如果使用該值能得到整個表達式的值，則跳過運算符右側表達式的計算，否則計算運算符右側表達式，並得到整個表達式的值。

//邏輯與&&,有一個表達式的結果是false,整體就返回false
String str = null;
if(str != null && str.length0 > 2) {
      // str是null, &&左側的表達式的結果是false,不會計算&&右側的表達式，直接整體返回false
}

str= "abc";
if(str != null && str.length0> 5) {
      // &&左側的表達式的結果是true,會接着計算&&右側的表達式，右側表達式的值是false,整個if中的表達式的結果就返回false
}

//邏輯或||，有一個表達式的結果是true,整體就返回true
str= "qq";
if(str == null II str.length0== 2) {
      // ||左側的表達式的結果是false,會接着計算||右側的表達式，右側結果是true, 則整體返回true
}
if(str != null II str.ength0 == 2) {
      // ||左側的表達式的結果是true, 不會計算||右側的表達式, 直接整體返回true
}

//邏輯非!,表達式結果是true,就返回false; 表達式結果是false,就返回true
boolean flag = true;
System.out.printIn(!flag); //輸出false
flag = false;
System.out.printn(!flag); //輸出true

非短路邏輯運算符

一、&與&&的異同點。

相同點：二者都表示與操作，當且僅當運算符兩邊的操作數都為true時，其結果才為true，否則為false。

不同點：在使用&進行運算時，不論左邊為true或者false，右邊的表達式都會進行運算。如果使用&&進行運算時，當左邊為false時，右邊的表達式不會進行運算，因此&&被稱作短路與。

二、|與||的異同點。

相同點：二者都表示或操作，當運算符兩邊的操作數任何一邊的值為true時，其結果為true，當兩邊的值都為false時，其結果才為false。

不同點：同與操作類似，||表示短路或，當運算符左邊的值為true時，右邊的表達式不會進行運算。

位運算符

位運算符用來對二進制位進行操作，包括按位取反（~）、按位與（&）、按位或（|）、異或（^）、右移（>>）、左移（<<）和無符號右移（>>>）。位運算符只能對整數型和字符型數據進行操作。

1. 取反（~）

參加運算的一個數據，按二進制位進行“取反”運算。

運算規則：~1=0； ~0=1；

即：對一個二進制數按位取反，即將0變1，1變0。

2. 按位與（&）

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。

例如：3&5 即 0000 0011 & 0000 0101 = 0000 0001 因此，3 & 5的值得1。

3. 按位或（|）

參加運算的兩個對象，按二進制位進行“或”運算。

運算規則：0 | 0=0； 0 | 1=1； 1 | 0=1； 1 | 1=1；

即 ：參加運算的兩個對象只要有一個為1，其值為1。

例如：3 | 5，即 0000 0011 | 0000 0101 = 0000 0111 因此，3 | 5的值得7。

4. 異或（^）

參加運算的兩個數據，按二進制位進行“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，如果兩個相應位為“異”（值不同），則該位結果為1，否則為0。

5. 左移（<<）

運算規則：按二進制形式把所有的數字向左移動對應的位數，高位移出（舍棄），低位的空位補零。例如： 12345 << 1，則是將數字12345左移1位：

位移后十進制數值變成：24690，剛好是12345的二倍，所以有些人會用左位移運算符代替乘2的操作，但是這並不代表是真的就是乘以2，很多時候，我們可以這樣使用，但是一定要知道，位移運算符很多時候可以代替乘2操作，但是這個並不代表兩者是一樣的。

思考一下：如果任意一個十進制的數左位移32位，右邊補位32個0，十進制豈不是都是0了？當然不是！！！ 當int 類型的數據進行左移的時候，當左移的位數大於等於32位的時候，位數會先求余數，然后再進行左移，也就是說，如果真的左移32位 12345 << 32 的時候，會先進行位數求余數，即為 12345<<(32%32) 相當於 12345<< 0 ，所以12345<< 33 的值和12345<<1 是一樣的，都是 24690。

6. 右移（>>）

同樣，還是以12345這個數值為例，12345右移1位： 12345>>1。

右移后得到的值為 6172 和int 類型的數據12345除以2取整所得的值一樣，所以有些時候也會被用來替代除2操作。另外，對於超過32位的位移，和左移運算符一樣，，會先進行位數求余數。

7. 無符號右移（>>>）

無符號右移運算符和右移運算符是一樣的，不過無符號右移運算符在右移的時候是補0的，而右移運算符是補符號位的。以下是-12345二進制表示：

對於源碼、反碼、補碼不熟悉的同學，請自行學習，這里就不再進行補充了講解了，這里提醒一下，在右移運算符中，右移后補0，是由於正數 12345 符號位為0 ，如果為1，則應補1。

1、原碼、反碼和補碼說明：一個數可以分成符號位（0正1負）+ 真值，原碼是我們正常想法寫出來的二進制。由於計算機只能做加法，負數用單純的二進制原碼書寫會出錯，於是大家發明了反碼（正數不變，負數符號位不變，真值部分取反）；再后來由於+0， -0的爭端，於是改進反碼，變成補碼（正數不變，負數符號位不變，真值部分取反，然后+1）。二進制前面的0都可以省略，所以總結來說：計算機里的負數都是用補碼（符號位1，真值部分取反+1）表示的。2、位運算符和2的關系位運算符和乘2、除2在大多數時候是很相似的，可以進行替代，同時效率也會高的多，但是兩者切記不能混淆 ；很多時候有人會把兩者的概念混淆，尤其是數據剛好是 2、4、6、8、100等偶數的時候，看起來就更相似了，但是對於奇數，如本文使用的12345 ，右移之后結果為6172 ，這個結果就和數學意義上的除以2不同了，不過對於int 類型的數據，除2 會對結果進行取整，所以結果也是6172 ，這就更有迷惑性了。

賦值運算符

賦值運算符的作用就是將常量、變量或表達式的值賦給某一個變量。

運算符	運算	范例	結果
=	賦值	a=3;b=2;	a=3;b=2;
+=	加等於	a=3;b=2;a+=b;	a=5;b=2;
-=	減等於	a=3;b=2;a-=b;	a=1;b=2;
*=	乘等於	a=3;b=2;a*=b;	a=6;b=2;
/=	除等於	a=3;b=2;a/=b;	a=1;b=2;
%=	模等於	a=3;b=2;a%=b;	a=1;b=2;

除了“=”，其它的都是特殊的賦值運算符，以“+=”為例，x += 3就相當於x = x + 3，首先會進行加法運算x+3，再將運算結果賦值給變量x。-=、*=、/=、%=賦值運算符都可依此類推。

條件運算符

條件運算符（ ? : ）也稱為 “三元運算符”或“三目運算符”。

語法形式：布爾表達式 ？ 表達式1 ：表達式2。

運算過程：如果布爾表達式的值為 true ，則返回 表達式1的值，否則返回 表達式2 的值。

運算符的優先次序

在對一個表達式進行計算時，如果表達式中含有多種運算符，則要安運算符的優先次序一次從高向低進行。運算符的優先次序如下：

優先級	運算符	簡介	結合性
1	[]、.、()	方法調用，屬性獲取	從左向右
2	!、~、++、--	一元運算符	從右向左
3	*、/、%	乘、除、取模（余數）	從左向右
4	+、-	加、減	從左向右
5	<<、>>、>>>	左位移、右位移、無符號右位移	從左向右
6	<、<=、>、>=、instanceof	小於、小於等於、大於、大於等於 對象類型判斷是否屬於同類型	從左向右
7	==、!=	相等、不相等	從左向右
8	&	按位與	從左向右
9	^	按位異或	從左向右
10	|	按位或	從左向右
11	&&	邏輯與	從左向右
12	||	邏輯或	從左向右
13	?	條件運算符	從右向左
14	=、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、^=、>>=	混合賦值運算符	從右向左

特別注意：使用按位操作符時要注意，相等（==）與不相等（!=）的優先級在按位運算符之上！！！！
這意味着，位運算符的優先級極小，所以使用位運算符時，最好加上括號()