Android 9. Java的位运算符详解实例——与(&)、非(~)、或(|)、异或(^)

位运算符主要针对二进制,它包括了:“与”、“非”、“或”、“异或”。从表面上看似乎有点像逻辑运算符,但逻辑运算符是针对两个关系运算符来进行逻辑运算,而位运算符主要针对两个二进制数的位进行逻辑运算。下面详细介绍每个位运算符。


1.与运算符

与运算符用符号“&”表示,其使用规律如下:

两个操作数中位都为1,结果才为1,否则结果为0,例如下面的程序段。

public class data13

{

public static void main(String[] args)

{

int a=129;

int b=128;

System.out.println("a 和b 与的结果是:"+(a&b));

}

}

运行结果

a 和b 与的结果是:128

下面分析这个程序:

“a”的值是129,转换成二进制就是10000001,而“b”的值是128,转换成二进制就是10000000。根据与运算符的运算规律,只有两个位都是1,结果才是1,可以知道结果就是10000000,即128。


2.或运算符

或运算符用符号“|”表示,其运算规律如下:

两个位只要有一个为1,那么结果就是1,否则就为0,下面看一个简单的例子。

public class data14

{

public static void main(String[] args)

{

int a=129;

int b=128;

System.out.println("a 和b 或的结果是:"+(a|b));

}

}

运行结果

a 和b 或的结果是:129

下面分析这个程序段:

a 的值是129,转换成二进制就是10000001,而b 的值是128,转换成二进制就是10000000,根据或运算符的运算规律,只有两个位有一个是1,结果才是1,可以知道结果就是10000001,即129。


3.非运算符

非运算符用符号“~”表示,其运算规律如下:

如果位为0,结果是1,如果位为1,结果是0,下面看一个简单例子。

public class data15

{

public static void main(String[] args)

{

int a=2;

System.out.println("a 非的结果是:"+(~a));

}

}


4.异或运算符

异或运算符是用符号“^”表示的,其运算规律是:

两个操作数的位中,相同则结果为0,不同则结果为1。下面看一个简单的例子。

public class data16

{

public static void main(String[] args)

{

int a=15;

int b=2;

System.out.println("a 与 b 异或的结果是:"+(a^b));

}

}

运行结果

a 与 b 异或的结果是:13

分析上面的程序段:a 的值是15,转换成二进制为1111,而b 的值是2,转换成二进制为0010,根据异或的运算规律,可以得出其结果为1101 即13。


Java中的运算符(操作符)

    程序的基本功能是处理数据,任何编程语言都有自己的运算符。因为有了运算符,程序员才写出表达式,实现各种运算操作,实现各种逻辑要求。

   为实现逻辑和运算要求,编程语言设置了各种不同的运算符,且有优先级顺序,所以有的初学者使用复杂表达式的时候搞不清楚。这里详细介绍一下Java中的运算符。

    Java运算符很多,下面按优先顺序列出了各种运算符。



优先级运算符分类结合顺序运算符

分隔符左结合.    []     ( )     ;      ,

一元运算符右结合!  ++     --     -   ~

算术运算符

移位运算符

左结合*     /      %    +     -      <<   >>   >>>

关系运算符左结合<     >     <=   >=   instanceof(Java 特有)   = =  !=

逻辑运算符左结合! &&  ||  ~  &  |  ^ 

三目运算符右结合布尔表达式?表达式1:表达式2

赋值运算符右结合=  *=     /=  %=   +=   -=    <<= >>= >>>=  &=  *=  |=


一、一元运算符

    因操作数是一个,故称为一元运算符。

运算符含义例子

-改变数值的符号,取反-x(-1*x)

~逐位取反,属于位运算符~x

++自加1x++

--自减1x--

++x 因为++在前,所以先加后用。

x++ 因为++在后,所以先用后加。

注意:a+ ++b和a+++b是不一样的(因为有一个空格)。

int a=10;

int b=10;

int sum=a+ ++b;

System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum);

运行结果是: a=10,b=11,sum=21

int a=10;

int b=10;

int sum=a+++b;

System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum);

运行结果是:a=11,b=10,sum=20

n=10;

m=~n;

变量n的二进制数形式:                 00000000 00000000 00000000 00001010

逐位取反后,等于十进制的-11: 11111111 11111111 11111111 11110101

二、算术运算符

    所谓算术运算符,就是数学中的加、减、乘、除等运算。因算术运算符是运算两个操作符,故又称为二元运算符。

运算符含义例子

+加法运算x+y

-减法运算x-y

*乘法运算x*y

/除法运算x/y

%取模运算(求余运算)x%y

    这些操作可以对不同类型的数字进行混合运算,为了保证操作的精度,系统在运算过程中会做相应的转化。数字精度的问题,我们在这里不再讨论。下图中展示了运算过程中,数据自动向上造型的原则。



注:1、实线箭头表示没有信息丢失的转换,也就是安全性的转换,虚线的箭头表示有精度损失的转化,也就是不安全的。

2、当两个操作数类型不相同时,操作数在运算前会子松向上造型成相同的类型,再进行运算。

示例如下:


[java]view plaincopy

int a=22;  

int b=5;  

double c=5;  


System.out.println(b+"+"+c+"="+(b+c));  

System.out.println(b+"-"+c+"="+(b-c));  

System.out.println(b+"*"+c+"="+(b*c));  

System.out.println(a+"/"+b+"="+(a/b));  

System.out.println(a+"%"+b+"="+(a%b));  

System.out.println(a+"/"+c+"="+(a/c));  

System.out.println(a+"%"+c+"="+(a%c));  

运行结果如下:

5+5.0=10.0

5-5.0=0.0

5*5.0=25.0

22/5=4

22%5=2

22/5.0=4.4

22%5.0=2.0

三、移位运算符

   移位运算符操作的对象就是二进制的位,可以单独用移位运算符来处理int型整数。

运算符含义例子

<<左移运算符,将运算符左边的对象向左移动运算符右边指定的位数(在低位补0)x<<3

>>"有符号"右移运算 符,将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。使用符号扩展机制,也就是说,如果值为正,则在高位补0,如果值为负,则在高位补1.x>>3

>>>"无符号"右移运算 符,将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。采用0扩展机制,也就是说,无论值的正负,都在高位补0.x>>>3




以int类型的6297为例,代码如下:

[java]view plaincopy

System.out.println(Integer.toBinaryString(6297));   

System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297));   

System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>5));   

System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>5));   

System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>>5));   

System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>>5));   

System.out.println(Integer.toBinaryString(6297<<5));   

System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297<<5));  


  运行结果:

1100010011001

11111111111111111110011101100111

11000100

11111111111111111111111100111011

11000100

111111111111111111100111011

110001001100100000

11111111111111001110110011100000

注:x<>y相当于x/2y

从计算速度上讲,移位运算要比算术运算快。

如果x是负数,那么x>>>3没有什么算术意义,只有逻辑意义。

四、关系运算符

Java具有完备的关系运算符,这些关系运算符同数学中的关系运算符是一致的。具体说明如下:

运算符含义例子

<小于x<y

>大于x>y

<=小于等于x<=y

>=大于等于x>=y

==等于x==y

!=不等于x!=y

instanceof操作符用于判断一个引用类型所引用的对象是否是一个类的实例。操作符左边的操作元是一个引用类型,右边的操作元是一个类名或者接口,形式如下:

obj instanceof ClassName      或者    obj instanceof InterfaceName

关系运算符产生的结果都是布尔型的值,一般情况下,在逻辑与控制中会经常使用关系运算符,用于选择控制的分支,实现逻辑要求。

需要注意的是:关系运算符中的"=="和"!="既可以操作基本数据类型,也可以操作引用数据类型。操作引用数据类型时,比较的是引用的内存地址。所以在比较非基本数据类型时,应该使用equals方法。

五、逻辑运算符

逻辑非关系值表

A!A

truefalse

falsetrue


逻辑与关系值表

ABA&&B

falsefalsefalse

truefalsefalse

falsetruefalse

truetruetrue


逻辑或关系值表

ABA||B

falsefalsefalse

truefalsetrue

falsetrue   true 

truetruetrue


在运用逻辑运算符进行相关的操作,就不得不说“短路”现象。代码如下:

if(1==1 && 1==2 && 1==3){  }

代码从左至右执行,执行第一个逻辑表达式后:true && 1==2 && 1==3

执行第二个逻辑表达式后:true && false && 1==3

因为其中有一个表达式的值是false,可以判定整个表达式的值是false,就没有必要执行第三个表达式了,所以java虚拟机不执行1==3代码,就好像被短路掉了。

逻辑或也存在“短路”现象,当执行到有一个表达式的值为true时,整个表达式的值就为true,后面的代码就不执行了。

“短路”现象在多重判断和逻辑处理中非常有用。我们经常这样使用:

[java]view plaincopy

public void a(String str){  

  if(str!=null && str.trim().length()>0){  


  }  

}  

如果str为null,那么执行str.trim().length()就会报错,短路现象保证了我们的代码能够正确执行。

在书写布尔表达式时,首先处理主要条件,如果主要条件已经不满足,其他条件也就失去了处理的意义。也提高了代码的执行效率。

位运算是对整数的二进制位进行相关操作,详细运算如下:

非位运算值表

A~A

10

  0 1


与位运算值表

ABA&B

111

100

010

000


或位运算值表

ABA | B

111

101

011

000


异或位运算值表

ABA&B

110

101

011

000

示例如下:

[java]view plaincopy

int a=15;  

int b=2;  


System.out.println(a+"&"+b+"="+(a&b));  

System.out.println(a+"|"+b+"="+(a|b));  

System.out.println(a+"^"+b+"="+(a^b));  

运算结果如下:

15&2=2

15|2=15

15^2=13

程序分析:

a111115

b00102

a&b00102

a|b111115

a^b110113

按位运算属于计算机低级的运算,现在我们也不频繁的进行这样的低级运算了。


原文链接=====https://www.cnblogs.com/lichengze/p/5713409.html

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