一、Java中支持的位運算
- 位與（&）：二元運算符，兩個為1時結果為1，否則為0
- 位或（|）：二元運算符，兩個其中有一個為1時結果就為1，否則為0
- 位異或（^）：二元運算符，兩個數同時為1或0時結果為1，否則為0
- 位取非（~）：一元運算符，取反操作
- 左移（<<）：一元運算符，按位左移一定的位置。高位溢出，低位補符號位，符號位不變。
- 右移（>>）：一元運算符，按位右移一定的位置。高位補符號位，符號位不變，低位溢出。
- 無符號右移（>>>）：一元運算符，符號位（即最高位）保留，其它位置向右移動，高位補零，低位溢出。
二、位運算規則
Java數值運算過程中都是先將十進制轉換為二進制然后再進行運算，再把二進制數據轉換為十進制展現給用戶。二進制運算規則如下：
對於有符號的而言，
- 最高位為符號位，0表示正數，1表示負數
- 正數的原碼，反碼和補碼都一樣，三碼合一
- 負數的反碼：符號位保持不限，其他位取反
- 負數的補碼：補碼 + 1
- 0的反碼和補碼都是0
- 計算機的運算的時候，都是將原碼轉成補碼進行運算的
下面以 -1 為例子展示原碼、反碼和補碼的轉換關系（以int數據類型為例，int類型在Java中占4字節）：
三、邏輯運算
（一）、與運算（&）
一、運算規則
兩個數相同位置的比特進行與運算，若兩個位置均為1，那么結果就為1，否者為0。
二、運算流程
以 4 & -5 = 0為例子展示運算流程：
1. 因為4為正數，所以原碼和補碼相同，即4的補碼為：00000000 0000000 00000000 00000100
2.因為-5為負數，所以需要進行原碼 >>> 反碼 >>> 補碼的轉換
1）原碼：10000000 00000000 00000000 00000101
2）反碼：11111111 11111111 11111111 11111010
3）補碼：11111111 11111111 11111111 11111011
3.將4和-5的補碼進行 & 運算：00000000 0000000 00000000 00000100
11111111 11111111 11111111 11111011 &
00000000 00000000 00000000 00000000
4.得到的補碼結果為：00000000 00000000 00000000 00000000。所以結果為0
（二）、或運算（|）
一、運算規則
兩個數相同位置的比特進行或運算，若其中一個為1則結果為1，否個結果為0。
二、運算流程
以 -2 | 5 = -1為例展示運算流程：
1.-2為負數，需要進行原碼 > 反碼 > 補碼的轉換。轉換步驟如下：
1）原碼：10000000 00000000 00000000 00000010
2）符號位不變，其他位置取反得反碼：11111111 11111111 11111111 11111101
3）在反碼的基礎上＋1得到補碼： 11111111 11111111 11111111 11111110
2.5為正數，補碼和反碼一致，所以5的補碼為：00000000 00000000 00000000 00000101
3.將-2 和 5 的補碼進行或運算： 11111111 11111111 11111111 11111110
| 00000000 00000000 00000000 00000101
11111111 11111111 11111111 11111111
4.根據上面的運算得到補碼結果為：11111111 11111111 11111111 11111111
5.結果顯然是一個負數，而負數的補碼和原碼不一致，所以需要將補碼結果轉換為原碼才能得到最終的結果
6.補碼轉原碼的過程是跟原碼轉補碼相反的過程，具體過程如下：
1）補碼：11111111 11111111 11111111 11111111
2）補碼 -1 得到反碼：11111111 11111111 11111111 11111110
3）符號位不變，其他位置取反得：10000000 00000000 00000000 00000001
7.最終得到的原碼結果為 10000000 00000000 00000000 00000001，轉成十進制為 -1
（三）、異或運算（^）
一、運算規則
兩個數相同位置的比特進行或運算，若兩個數均為0或1，則結果為0，否者為1.
二、運算流程
以 1 ^ -5 = 6 為例，具體運算流程如下：
1.1的補碼為：00000000 00000000 00000000 00000001
2.-5的補碼為：11111111 11111111 11111111 11111011（可參考與運算給出的流程）
3.兩個補碼運算：
00000000 00000000 00000000 00000001
^ 11111111 11111111 11111111 11111011
11111111 11111111 11111111 11111010
4.得到的補碼結果為：11111111 11111111 11111111 11111010
5.補碼為負數，需要轉換成原碼：
1）補碼：11111111 11111111 11111111 11111010
2）反碼：11111111 11111111 11111111 11111001
3）原碼：10000000 00000000 00000000 000000110
6.由原碼：10000000 00000000 00000000 000000110，得出最終的時間結果為 -6.
（四）、取反運算（~）
一、運算規則
若位數為0，則取反后為1，若為1，取反后為0。
二、運算規則
以~2 = -3為例運算流程如下：
1.2的原碼為：00000000 00000000 00000000 00000010
2.2的補碼跟原碼一致也為：00000000 00000000 00000000 00000010
3.取反：111111111 11111111 11111111 11111101
4.取反后的結果仍未補碼，此時補碼為負數，則需要轉成原碼
5. 11111111 11111111 11111111 11111101 - 1 得到反碼：11111111 11111111 11111111 11111100
6. 11111111 11111111 11111111 11111100 符號位不變，其他位置取反得到原碼為：10000000 00000000 00000000 00000011
7. 10000000 00000000 00000000 00000011 轉成十進制結果為 -3
四、位移操作
（一）、左移（<<）
規則：符號位不變，高位溢出截斷，低位補零。比如 -1 << 2 = -4 (為方便講解，圖示的補碼為-1)
（二）、右移（>>）
規則：符號位不變，低位溢出截斷，高位用符號位填充。如：8 >> 2 = 2。
（三）、無符號右移（>>>）
規則：高位填充0，低位溢出。如-1>>>1=2147483647
