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Java位運(yùn)算符淺析

zhaofeihao / 1066人閱讀

摘要：在學(xué)習(xí)源碼中，發(fā)現(xiàn)有大量使用位運(yùn)算符，這樣做的目的是為了節(jié)約內(nèi)存開銷和加快計(jì)算效率。位運(yùn)算符，這個(gè)位代表這什么位二進(jìn)制位簡(jiǎn)稱位，是二進(jìn)制記數(shù)系統(tǒng)中表示小于的整數(shù)的符號(hào)，一般用或表示，是具有相等概率的兩種狀態(tài)中的一種。

在學(xué)習(xí)源碼中，發(fā)現(xiàn)有大量使用位運(yùn)算符，這樣做的目的是為了節(jié)約內(nèi)存開銷和加快計(jì)算效率。

位運(yùn)算符，這個(gè)”位”代表這什么？

位：二進(jìn)制位簡(jiǎn)稱“位”，是二進(jìn)制記數(shù)系統(tǒng)中表示小于2的整數(shù)的符號(hào)，一般用1或 0表示，是具有相等概率的兩種狀態(tài)中的一種。二進(jìn)制位的位數(shù)可表示一個(gè)機(jī)器字的字長(zhǎng)，一個(gè)二進(jìn)制位包含的信息量稱為一比特。摘自百度百科

int類型占4個(gè)字節(jié)(byte);
一個(gè)字節(jié)=8bit(位);


一個(gè)int類型的數(shù)值占32bit(位)


int i = 123;?
10進(jìn)制123轉(zhuǎn)為二進(jìn)制后等于:1111011?
完整補(bǔ)位后:00000000 00000000 00000000 01111011

二進(jìn)制的最高位為符號(hào)位，1代表負(fù)數(shù)，0代表正數(shù)，其余位表示數(shù)的絕對(duì)值

123轉(zhuǎn)為二進(jìn)制補(bǔ)齊后為:00000000 00000000 00000000 01111011，這是123的原碼。?
負(fù)數(shù)的原碼按照絕對(duì)值轉(zhuǎn)為二進(jìn)制后，最高位補(bǔ)1。?
-123的原碼:10000000 00000000 00000000 01111011

反碼:正數(shù)的反碼和原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼為原碼除最高位外取反(0變1，1變0)。

補(bǔ)碼:正數(shù)的反碼和原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為原碼除最高位外取反+1。

123的原碼:00000000 00000000 00000000 01111011?
123的反碼:00000000 00000000 00000000 01111011?
123的補(bǔ)碼:00000000 00000000 00000000 01111011

-123的原碼:10000000 00000000 00000000 01111011?
-123的反碼:11111111 11111111 11111111 10000100?
-123的補(bǔ)碼:11111111 11111111 11111111 10000101

已知補(bǔ)碼求解碼?
最高位如果是1的話（負(fù)數(shù)），那么除了最高位之外的取反，然后加1得原碼。

最高位如果是0的話，不變，正數(shù)的補(bǔ)碼就是他的原碼。摘自

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)值一律用補(bǔ)碼來表示和存儲(chǔ)。原因在于，使用補(bǔ)碼，可以將符號(hào)位和數(shù)值域統(tǒng)一處理；同時(shí)，加法和減法也可以統(tǒng)一處理。此外，補(bǔ)碼與原碼相互轉(zhuǎn)換，其運(yùn)算過程是相同的，不需要額外的硬件電路。?摘自百度百科

打個(gè)比方:2-1是怎么計(jì)算的?

2-1=2+(-1);?
2的補(bǔ)碼: 00000010?
-1的補(bǔ)碼:11111111?
結(jié)果0 00000001，最高位溢出丟棄2-1 = 1。?
有關(guān)原碼反碼補(bǔ)碼學(xué)習(xí)討論可以參考:?
原碼、反碼、補(bǔ)碼的產(chǎn)生、應(yīng)用以及優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？?
原碼, 反碼, 補(bǔ)碼 詳解

& 按位與

舉個(gè)例子:?

log:i2=0;

&比較的是boolean表達(dá)式時(shí)，右邊表達(dá)式的執(zhí)行不受左邊結(jié)果影響，所以當(dāng)i<8不成立后，還是會(huì)執(zhí)行i2++。結(jié)果i2=0，i<8不成立if語句里面代碼未能執(zhí)行。

&比較的是數(shù)值時(shí)，相對(duì)應(yīng)位都是1，則結(jié)果為1否則為0。?

21&-1 = 21;?
正數(shù)補(bǔ)碼和原碼相同所以不必再轉(zhuǎn)換。負(fù)數(shù)需除最高位取反后+1得原碼。

| 按位或

按上面的例子，比較boolean表達(dá)式時(shí)左右兩邊都會(huì)執(zhí)行，有一個(gè)為真則真。?

| 比較數(shù)值時(shí)，相對(duì)應(yīng)位都是0則結(jié)果為0，否則為1。?

-21|-1 = -1;

^ 按位異或

相對(duì)應(yīng)位值相同則結(jié)果為0，否則為1?

-21^-1 = 20;

~ 按位取反

~位運(yùn)算符將每一位取反?

~21 = -22;?

~-22 = 21;

移位運(yùn)算

“有符號(hào)”左移<< 符號(hào)擴(kuò)展機(jī)制值為正，則在高位補(bǔ)0，如果值為負(fù)，則在高位補(bǔ)1?

22<<3 = 176;

“有符號(hào)”右移>>?

-22>>4 = -2;

“無符號(hào)”右移>>>采用0擴(kuò)展機(jī)制無論值的正負(fù)，都在高位補(bǔ)0?

-22>>>4 = 268435454;

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來自Google大佬的幾點(diǎn)寫簡(jiǎn)歷的意見

Java高級(jí)進(jìn)階，你必須要掌握這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

除了敲代碼，你還有什么副業(yè)嗎？

我就死磕安卓了，怎么了？

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