Java位运算符浅析

在学习源码中,发现有大量使用位运算符,这样做的目的是为了节约内存开销和加快计算效率。

位运算符,这个"位"代表这什么?

位:二进制位简称“位”,是二进制记数系统中表示小于2的整数的符号,一般用1或 0表示,是具有相等概率的两种状态中的一种。二进制位的位数可表示一个机器字的字长,一个二进制位包含的信息量称为一比特。摘自百度百科

int类型占4个字节(byte);

一个字节=8bit(位);

一个int类型的数值占32bit(位)

int i = 123;
10进制123转为二进制后等于:1111011
完整补位后:00000000 00000000 00000000 01111011

二进制的最高位为符号位,1代表负数,0代表正数,其余位表示数的绝对值

123转为二进制补齐后为:00000000 00000000 00000000 01111011,这是123的原码
负数的原码按照绝对值转为二进制后,最高位补1。
-123的原码:10000000 00000000 00000000 01111011

反码:正数的反码和原码相同,负数的反码为原码除最高位外取反(0变1,1变0)。

补码:正数的反码和原码相同,负数的补码为原码除最高位外取反+1。

123的原码:00000000 00000000 00000000 01111011
123的反码:00000000 00000000 00000000 01111011
123的补码:00000000 00000000 00000000 01111011

-123的原码:10000000 00000000 00000000 01111011
-123的反码:11111111 11111111 11111111 10000100
-123的补码:11111111 11111111 11111111 10000101

已知补码求解码
最高位如果是1的话(负数),那么除了最高位之外的取反,然后加1得原码。

最高位如果是0的话,不变,正数的补码就是他的原码。摘自

在计算机系统中,数值一律用补码来表示和存储。原因在于,使用补码,可以将符号位和数值域统一处理;同时,加法和减法也可以统一处理。此外,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。 摘自百度百科

打个比方:2-1是怎么计算的?

2-1=2+(-1);
2的补码: 00000010
-1的补码:11111111
结果0 00000001,最高位溢出丢弃2-1 = 1。
有关原码反码补码学习讨论可以参考:
原码、反码、补码的产生、应用以及优缺点有哪些?
原码, 反码, 补码 详解

& 按位与

举个例子:

20180618135259.png

log:i2=0;

&比较的是boolean表达式时,右边表达式的执行不受左边结果影响,所以当i<8不成立后,还是会执行i2++。结果i2=0,i<8不成立if语句里面代码未能执行。

&比较的是数值时,相对应位都是1,则结果为1否则为0。


21&-1 = 21;
正数补码和原码相同所以不必再转换。负数需除最高位取反后+1得原码。

| 按位或

按上面的例子,比较boolean表达式时左右两边都会执行,有一个为真则真。

20180618135122.png

20180618135212.png

| 比较数值时,相对应位都是0则结果为0,否则为1。


3.png

-21|-1 = -1;

^ 按位异或

相对应位值相同则结果为0,否则为1

5.png

-21^-1 = 20;

~ 按位取反

~位运算符将每一位取反

6.png

~21 = -22;
7.png

~-22 = 21;

移位运算

"有符号"左移<< 符号扩展机制值为正,则在高位补0,如果值为负,则在高位补1

8.png

22<<3 = 176;
"有符号"右移>>
9.png

-22>>4 = -2;

"无符号"右移>>>采用0扩展机制无论值的正负,都在高位补0

10.png

-22>>>4 = 268435454;

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 161,601评论 4 369
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 68,367评论 1 305
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 111,249评论 0 254
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,539评论 0 217
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,967评论 3 295
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,929评论 1 224
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 32,098评论 2 317
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,825评论 0 207
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,609评论 1 249
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,796评论 2 253
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,282评论 1 265
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,603评论 3 261
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,277评论 3 242
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,159评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,959评论 0 201
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 36,079评论 2 285
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,874评论 2 277

推荐阅读更多精彩内容

  • 位运算符 位运算符主要针对两个二进制数的位进行逻辑运算,它包括:与(&)、或(|)、非(~)、异或(^)**运算规...
    深情不及酒伴阅读 1,017评论 0 1
  • 一、二进制:所谓二进制就是逢二进一 (0,1), 因为使用二进制只有 0, 1 两个数,简单,易于电子方式实现 ...
    hello大象阅读 3,295评论 0 1
  • 1.你自已决定是否需要有正负: 就像我们必须决定某个量使用整数还是实数,使用多大的范围数一样,我们必须自已决定某个...
    Xiho丶阅读 1,940评论 0 2
  • php -@amazeUI -2017-01-13 10:16:27 php的位运算很少会用到,但是用处很大,在...
    与子笑阅读 2,793评论 0 2
  • 我跟她,是20年的友谊,她自来心高,她总觉得她最好,为了保持她的自尊心我每次在她面前都显得软弱,什么都比她差...
    Almost丶阅读 913评论 0 1