详细解析位运算符{~, ^, &, |}和移位运算符

た入场券 2022-03-20 11:28 1179阅读 0赞

### 详细解析位运算符\{~, ^, &, |\}和移位运算符\{<<, >> , >>>\} ###

*  位运算符(\`~\`, \`^\`, \`&\`, \`|\`)
 *   *  ~运算符(非)
     *  |运算符(或)
     *  ^运算符(异或)
     *  &运算符(与)
 *  移位运算符(\`<<\`, \`>>\` , \`>>>\`)
 *   *  1. 99 移动 1位
     *   *  <<运算符(左移)
         *  >>运算符(右移)
         *  >>>运算符(右移忽视符号位)
     *  2. -888888888 移动5位
     *   *  >>运算符(右移)
         *  >>>运算符(右移忽视符号位)
 *  示例源码

# 位运算符(`~`, `^`, `&`, `|`) #

## ~运算符(非) ##

> 位运算符, 每一位二进制都只和对应位的二进制进行计算

################  ~运算符(非) ################
    十进制数字:2, 二进制:10
    结果:十进制数字:-3, 二进制:11111111111111111111111111111101

> 解析: 将1改为0, 0改为1, 二进制:10前面隐藏了30个0

## |运算符(或) ##

################  |运算符(或) ################
    十进制数字:2, 二进制:10
    十进制数字:8, 二进制:1000
    结果:十进制数字:10, 二进制:1010

> 解析: 只要有1的位数结果就为1

## ^运算符(异或) ##

################  ^运算符(异或) ################
    十进制数字:2, 二进制:10
    十进制数字:8, 二进制:1000
    结果:十进制数字:10, 二进制:1010

> 解析: 相同的位数结果为1, 不相同为0  
> `相同: 即同为1或者同为0`

## &运算符(与) ##

################  &运算符(与) ################
    十进制数字:2, 二进制:10
    十进制数字:8, 二进制:1000
    结果:十进制数字:0, 二进制:0

> 解析: 只有都为1的时候才为1, 其他情况都为0

# 移位运算符(`<<`, `>>` , `>>>`) #

> 先普及两个概念,  
> `Integer最大数`:十进制数字:2147483647, 二进制:1111111111111111111111111111111  
> `Integer最小数`:十进制数字:-2147483648, 二进制:10000000000000000000000000000000

## 1. 99 移动 1位 ##

### <<运算符(左移) ###

################  <<运算符(左移) ################
    效果: 二进制后面添加1个0
    初始数:十进制数字:99, 二进制:1100011
    移动位数:十进制数字:1, 二进制:1
    十进制数字:198, 二进制:11000110

> 解析: 当移动位数为1时, 可近似看做是原数乘以2的1次方(类似10进制你后面每加一个0就扩大10倍), 但是如果位数溢出(超过Integer最大数), 则结果就大不一样了(下面有例子)

### >>运算符(右移) ###

################  >>运算符(右移) ################
    效果: 二进制右边去掉5位, 左边补齐32位(按符号位补齐0或1)
    初始数:十进制数字:99, 二进制:1100011
    移动位数:十进制数字:1, 二进制:1
    十进制数字:49, 二进制:110001

> 解析: 当移动位数为1时, 可近似看做是原数除2的1次方(丢弃余数), 如果除数比被除数还大, 就为0了

### >>>运算符(右移忽视符号位) ###

################  >>>运算符(右移忽视符号位) ################
    效果: 二进制右边去掉5位, 并且去掉最前面的符号位(按符号位补齐0或1并且补齐后将符号位改为0)
    初始数:十进制数字:-99, 二进制:11111111111111111111111110011101
    移动位数:十进制数字:1, 二进制:1
    十进制数字:2147483598, 二进制:1111111111111111111111111001110

> 解析: 去掉右边第一位, 并且将第32位(左边数第一位)改为0

## 2. -888888888 移动5位 ##

################  <<运算符(左移) ################
    效果: 二进制后面添加5个0
    初始数:十进制数字:-888888888, 二进制:11001011000001001010000111001000
    移动位数:十进制数字:5, 二进制:101
    十进制数字:1620326656, 二进制:1100000100101000011100100000000

> 解析: 相当于乘以2的5次方, 由于整型位数为32位, 右边添加完5个0后为37位, 所以将最前面5位丢弃, 然后`10100000`前面只剩下0, 所以最终结果是十进制:160

### >>运算符(右移) ###

################  >>运算符(右移) ################
    效果: 二进制右边去掉5位, 左边补齐32位(按符号位补齐0或1)
    初始数:十进制数字:-888888888, 二进制:11001011000001001010000111001000
    移动位数:十进制数字:5, 二进制:101
    十进制数字:-27777778, 二进制:11111110010110000010010100001110

> 解析: 相当于除2的5次方, 右边去掉5位, 左边补齐5个1(如果本来第32为0则补全0)

### >>>运算符(右移忽视符号位) ###

\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\# >>>运算符(右移忽视符号位) \#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#  
效果: 二进制右边去掉5位, 并且去掉最前面的符号位(按符号位补齐0或1并且补齐后将符号位改为0)  
初始数:十进制数字:-888888888, 二进制:11001011000001001010000111001000  
移动位数:十进制数字:5, 二进制:101  
十进制数字:106439950, 二进制:110010110000010010100001110

> 解析: 右边去掉5位, 左边补齐5个0

# 示例源码 #

package com.wang.math;
    
    /** * @Author: WanG * @Date: 2019-02-12 15:39 * @version: v1.0 * @description: 位运算符 */
    public class 位运算符 { 
    
    	
    	public static void main(String[] args) { 
    		printInfo("整型最大数:", Integer.MAX_VALUE);
    		printInfo("整型最小数:", Integer.MIN_VALUE);
    		位运算();
    		移位运算();
    	}
    	public static void 位运算() { 
    		int before = 2;
    		int before2 = 8;
    
    		System.out.println("\n################ ~运算符(非) ################");
    		printInfo(before);
    		printInfo("结果:", ~before);
    
    		System.out.println("\n################ |运算符(或) ################");
    		printInfo(before);
    		printInfo(before2);
    		printInfo("结果:", before|before2);
    
    		System.out.println("\n################ ^运算符(异或) ################");
    		printInfo(before);
    		printInfo(before2);
    		printInfo("结果:", before^before2);
    
    		System.out.println("\n################ &运算符(与) ################");
    		printInfo(before);
    		printInfo(before2);
    		printInfo("结果:", before&before2);
    	}
    
    	/** * 将符号位直接移动 * 当移动位数为1时, 接近乘以二和除2的效果 * @author wangq 2019-02-12 15:56 * @param * @return */
    	public static void 移位运算() { 
    		int before = -99;
    		int before2 = 5;
    
    		System.out.println("\n################ <<运算符(左移) ################");
    		System.out.println("效果: 二进制后面添加" + before2 + "个0");
    		printInfo("初始数:", before);
    		printInfo("移动位数:", before2);
    		printInfo(before<<before2);
    
    
    		System.out.println("\n################ >>运算符(右移) ################");
    		System.out.println("效果: 二进制右边去掉" + before2 + "位, 左边补齐32位(按符号位补齐0或1)");
    		printInfo("初始数:", before);
    		printInfo("移动位数:", before2);
    		printInfo(before>>before2);
    
    		System.out.println("\n################ >>>运算符(右移忽视符号位) ################");
    		System.out.println("效果: 二进制右边去掉" + before2 + "位, 并且去掉最前面的符号位(按符号位补齐0或1并且补齐后将符号位改为0)");
    		printInfo("初始数:", before);
    		printInfo("移动位数:", before2);
    		printInfo(before>>>before2);
    
    	}
    
    	/** * 打印 * @author wangq 2019-02-12 15:40 */
    	private static void printInfo(int num) { 
    		printInfo("", num);
    	}
    
    	/** * 打印 * @author wangq 2019-02-12 15:40 */
    	private static void printInfo(String msg, int num) { 
    		System.out.println(String.format(msg + "十进制数字:%s, 二进制:%s", num, Integer.toBinaryString(num)));
    	}
    }