java运算符 与(&)、非(~)、或(|)、异或(^)、<<

java运算符 与(&)、非(~)、或(|)、异或(^)

最近看HashMap源码,遇到了这样一段代码:

    static final int hash(Object key) {
        int h; 
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); 
   }

于是我整理学习了以下知识:
1.十进制转二进制

原理:给定的数循环除以2,直到商为0或者1为止。将每一步除的结果的余数记录下来,然后反过来就得到相应的二进制了。

比如8转二进制,第一次除以2等于4(余数0),第二次除以2等于2(余数0),第三次除以2等于1(余数0),最后余数1,得到的余数依次是0 0 0 1 ,

反过来就是1000,计算机内部表示数的字节长度是固定的,比如8位,16位,32位。所以在高位补齐,java中字节码是8位的,所以高位补齐就是00001000.

写法位(8)10=(00001000)2;

package sourceCode.hashMap;

public class mapHashCodeTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = toBinary(8);
        System.out.println(str);
    }

    static String toBinary(int num) {
        String str = "";
        while (num != 0) {
            str = num % 2 + str;
            num = num / 2;
        }
        return str;
    }

}

运行结果:1000

2.二进制转十进制

计算也很简单,比如8的二进制表示位00001000,去掉补齐的高位就是1000.此时从个位开始计算2的幂(个位是0,依次往后推)乘以对应位数上的数,然后得到的值想加

于是有了,(2的0次幂)0+(2的1次幂)0+(2的2次幂)0+(2的3次幂)1 = 8

代码实现,直接调用Integer.parseInt("",2);

System.out.println(Integer.parseInt("1000",2));

运行结果:8

3.位异或运算(^)

运算规则是:两个数转为二进制,然后从高位开始比较,如果相同则为0,不相同则为1。

比如:8^11.

8转为二进制是1000,11转为二进制是1011.从高位开始比较得到的是:0011.然后二进制转为十进制,就是Integer.parseInt("0011",2)=3;

延伸:

4.位与运算符(&)

运算规则:两个数都转为二进制,然后从高位开始比较,如果两个数都为1则为1,否则为0。

比如:129&128.

129转换成二进制就是10000001,128转换成二进制就是10000000。从高位开始比较得到,得到10000000,即128.

5.位或运算符(|)

运算规则:两个数都转为二进制,然后从高位开始比较,两个数只要有一个为1则为1,否则就为0。

比如:129|128.

129转换成二进制就是10000001,128转换成二进制就是10000000。从高位开始比较得到,得到10000001,即129.

6.位非运算符(~)

运算规则:如果位为0,结果是1,如果位为1,结果是0.

比如:~37

在Java中,所有数据的表示方法都是以补码的形式表示,如果没有特殊说明,Java中的数据类型默认是int,int数据类型的长度是8位,一位是四个字节,就是32字节,32bit.

8转为二进制是100101.

补码后为: 00000000 00000000 00000000 00100101

取反为: 11111111 11111111 11111111 11011010

因为高位是1,所以原码为负数,负数的补码是其绝对值的原码取反,末尾再加1。

因此,我们可将这个二进制数的补码进行还原: 首先,末尾减1得反码:11111111 11111111 11111111 11011001 其次,将各位取反得原码:

00000000 00000000 00000000 00100110,此时二进制转原码为38

所以~37 = -38.

java中有三种移位运算符

<<      :     左移运算符,num << 1,相当于num乘以2,(向左位移) 针对二进制,转换成二进制后向左移动1位,后面用0补齐

>>      :     右移运算符,num >> 1,相当于num除以2,针对二进制,转换成二进制后向右移动1位

>>>    :     无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐
10进制转二进制的时候,因为二进制数一般分8位、 16位、32位以及64位 表示一个十进制数,所以在转换过程中,最高位会补零。

在计算机中负数采用二进制的补码表示,10进制转为二进制得到的是源码,将源码按位取反得到的是反码,反码加1得到补码

二进制的最高位是符号位,0表示正,1表示负。

>>>与>>唯一的不同是它无论原来的最左边是什么数,统统都用0填充。
——比如,byte是8位的,-1表示为byte型是11111111(补码表示法)
b>>>4就是无符号右移4位,即00001111,这样结果就是15。

下面来看看这些移位运算都是怎样使用的

/**
 * 
 */
package com.b510.test;

/**
 * @author Jone Hongten
 * @create date:2013-11-2
 * @version 1.0
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int number = 10;
        //原始数二进制
        printInfo(number);
        number = number << 1;
        //左移一位
        printInfo(number);
        number = number >> 1;
        //右移一位
        printInfo(number);
    }
    
    /**
     * 输出一个int的二进制数
     * @param num
     */
    private static void printInfo(int num){
        System.out.println(Integer.toBinaryString(num));
    }
}

运行结果为:

1010
10100
1010

我们把上面的结果对齐一下:

43210      位数
--------
 1010      十进制:10     原始数         number
10100      十进制:20     左移一位       number = number << 1;
 1010      十进制:10     右移一位       number = number >> 1;</pre>

看了上面的demo,现在是不是对左移和右移了解了很多了呢

对于:>>>

无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐

value >>> num -- num 指定要移位值value 移动的位数。
代码示例

public static void main(String[] args) {
     System.out.println("16>>2运算的结果是 :"+((16)>>2));
     //打印的结果是:   16>>2运算的结果是 :4
}
public static void main(String[] args) {
         System.out.println("-16>>2运算的结果是 :"+((-16)>>2));
         //打印的结果是:   -16>>2运算的结果是 :-4
 }

public static void main(String[] args) {
         System.out.println("16>>>2运算的结果是 :"+((16)>>>2));
         //打印的结果是:   16>>>2运算的结果是 :4
 }

public static void main(String[] args) {
        System.out.println("-16>>>2运算的结果是 :"+((-16)>>>2));
        //打印的结果是:   -16>>>2运算的结果是 :1073741820
 }

可见正数做>>>运算的时候和>>是一样的。区别在于负数运算。
无符号右移的规则只记住一点:忽略了符号位扩展,0补最高位 无符号右移运算符>>> 只是对32位和64位的值有意义

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