java学习笔记:位运算符

位运算符

要做位运算,首先要把数据转换而二进制

运算符 运算 说明
<< 左移 左边最高位丢弃,右边补 0
>> 右移 最高位是0,左边补0,最高位是1,左边补1
>>> 无符号右移 最高位永远都是0
& 位与运算 有 0 则 0
位或运算 有 1 则 1
^ 位异或运算 相同为 0 ,不同则 1
~ 反码 0 变 1,1 变 0

逻辑位运算符

3 & 4 , 3 | 4, 3 ˆ 4 , ~3

3 & 4,先转换成二进制,因为是正数,原反补都相同
3 ---> 00000000 00000000 00000000 00000011
4 ---> 00000000 00000000 00000000 00000100
  • & 位与运算符:有 0 则 0
  00000000 00000000 00000000 00000011
& 00000000 00000000 00000000 00000100
---------------------------------------
  00000000 00000000 00000000 00000000
  
  最终结果:0
  • | 位或运算符:有 1 则 1
  00000000 00000000 00000000 00000011
| 00000000 00000000 00000000 00000100
---------------------------------------
  00000000 00000000 00000000 00000111
  
  最终结果:7
  • ^ 位与运算符:相同为 0 ,不同则 1
  00000000 00000000 00000000 00000011
^ 00000000 00000000 00000000 00000100
---------------------------------------
  00000000 00000000 00000000 00000111
  
  最终结果:7
  • ~ 按位取反运算符
    (0 变 1,1 变 0)
  00000000 00000000 00000000 00000011
  ---------------------------------------
~ 11111111 11111111 11111111 11111100(补)

// 再获取反码,计算出原码
反码:11111111 11111111 11111111 11111011
原码:10000000 00000000 00000000 00000100  

  最终结果:-4
ˆ 异或的特点
  • 一个数据对另一个数据异或两次,该数本身不变
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(aˆbˆb);  //10
System.out.println(aˆbˆa);  //20

<< 左移

System.out.println(3 << 2); //12

计算出 3 的二进制(补码)
移动前:00000000 00000000 00000000 00000011
移动后:00000000 00000000 00000000 00001100
最终结果 12

结论:
x << y 的结果为 x * y²

>> 右移

System.out.println(24 >> 2);    //24 / 4 = 6;

>> 负数右移

System.out.println(-24 >> 2);    //-6;
计算出24的二进制:11000
原码:10000000 00000000 00000000 00011000
反码:11111111 11111111 11111111 11100111
补码:11111111 11111111 11111111 11101000

右移:11111111 11111111 11111111 11111010(补码)
反码:11111111 11111111 11111111 11111001
原码:10000000 00000000 00000000 00000110

结果为 -6

结论:
x >> y 的结果为 x / y²

>>> 无符号右移

正数的与 >> 值相同

System.out.println(-24 >>> 2);
计算出24的二进制:11000
原码:10000000 00000000 00000000 00011000
反码:11111111 11111111 11111111 11100111
补码:11111111 11111111 11111111 11101000

右移:00111111 11111111 11111111 11111010(补码)

正数原码 反码 补码都相同,所以这就是最终结果

面试题

实现两个整数变量的交换

int a = 10;

int b = 20;

  • 方式1:使用第三方变量(常用)
int c = a;
a = b;
b = c;
System.out.println(a);  //20
System.out.println(b);  //10
  • 方式2:用 ˆ 位异或实现
a = a ˆ b;  
b = a ˆ b;  //b = a ^ b ^ b; 最后的结果是 b = a = 10
a = a ˆ b;  // a = a ^ b ^ a;  // b 在上一步已经变成了 a ,所以最后的结果是 b = a = 10;
System.out.println(a);  //20
System.out.println(b);  //10
  • 方式3:用变量相加的做法
a = a + b;  //a = 30
b = a - b;  //b = 10;
a = a - b;  //a = 20;
System.out.println(a);  //20
System.out.println(b);  //10
  • 方式4:一句话搞定
b = (a + b) - (a = b);
//b = 30 - 20;  a = 20;
System.out.println(a);  //20
System.out.println(b);  //10

使用最有效的方式得出 2 * 8

2 << 3
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