大家好,java移位运算符相信很多的网友都不是很明白,包括java位运算之移位运算也是一样,不过没有关系,接下来就来为大家分享关于java移位运算符和java位运算之移位运算的一些知识点,大家可以关注收藏,免得下次来找不到哦,下面我们开始吧!
在Java编程中,移位运算符是一个非常基础而又强大的概念。它们允许我们对整数和长整型值执行位操作。虽然这些操作看起来有点复杂,但一旦掌握了它们,你将能够在代码中实现各种优化和有趣的效果。
移位运算符简介
在开始详细讲解之前,让我们先快速了解一下什么是移位运算符。移位运算符用于将数字的二进制位向左或向右移动。根据移位的方向,这些运算符可以分为两种类型:
- 左移(<<):将位向左移动,左侧填充0。
- 右移(>>):将位向右移动,右侧填充0。
- 无符号右移(>>>):将位向右移动,左侧填充符号位(即最高位的值)。
左移运算符(<<)
左移运算符将操作数的二进制表示向左移动指定的位数。每个左移操作都相当于将数值乘以2的幂次。以下是一个示例:
| 原始值 | 左移1位 | 左移2位 | 左移3位 |
|---|---|---|---|
| 10 | 20 | 40 | 80 |
在上表中,我们可以看到将数字10左移1位得到20,左移2位得到40,左移3位得到80。这相当于10乘以2的1次方、2次方和3次方。
右移运算符(>>)
右移运算符将操作数的二进制表示向右移动指定的位数。每个右移操作都相当于将数值除以2的幂次。以下是一个示例:
| 原始值 | 右移1位 | 右移2位 | 右移3位 |
|---|---|---|---|
| 10 | 5 | 2 | 1 |
在上表中,我们可以看到将数字10右移1位得到5,右移2位得到2,右移3位得到1。这相当于10除以2的1次方、2次方和3次方。
无符号右移运算符(>>>)
无符号右移运算符与右移运算符类似,但它在最高位填充0,而不是符号位。这适用于处理负数的情况。以下是一个示例:
| 原始值 | 有符号右移3位 | 无符号右移3位 |
|---|---|---|
| -10 | -2 | 5 |
在上表中,我们可以看到将数字-10有符号右移3位得到-2,而无符号右移3位得到5。这是因为有符号右移会保留符号位,而无符号右移则不会。
应用场景
移位运算符在Java编程中有着广泛的应用场景。以下是一些常见的应用:
- 位操作:在处理二进制数据时,移位运算符可以用来实现位操作,例如设置、清除或测试特定的位。
- 性能优化:在一些情况下,使用移位运算符比使用乘法、除法或位操作符更快。
- 数据压缩:在数据压缩算法中,移位运算符可以用来处理位模式。
注意事项
虽然移位运算符非常强大,但使用时也要注意以下几点:
- 不要过度使用:虽然移位运算符可以提高性能,但过度使用可能会导致代码难以理解和维护。
- 避免与乘法和除法混淆:移位运算符与乘法和除法类似,但它们的运算速度更快。在使用时,确保你了解它们之间的区别。
- 处理负数:在处理负数时,无符号右移运算符可以避免出现符号位错误。
总结
移位运算符是Java编程中一个重要的概念,掌握它们可以帮助你写出更高效、更清晰的代码。通过本文的介绍,相信你已经对移位运算符有了更深入的了解。在实际编程中,多加练习,你将能够熟练地运用移位运算符,从而提升你的编程水平。
java位移运算符
学习Java本来就是一件日积月累的事情,或许你通过自学能掌握一些皮毛技术,通过Java学习机构学到Java的一些基本大面,但想要做到精通,还是需要自己技术的日积月累和工作经验的不断积累。
今天给大家分享的技术知识是:Java中的位移运算符!
1)“有符号”左移位运算符(<<)能将运算符左边的运算对象向左移动运算符右侧指定的位数(在低位补0)。
左移移位相当于乘以2,例如
3<< 2//12则是将数字3左移2位 3*2*2= 3*(2的2次方)
分析:首先把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011,然后把该数字高位(左侧)的两个零移出,其他的数字都朝左平移2位,最后在低位(右侧)的两个空位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100,则转换为十进制是12.数学意义:
在数字没有溢出的前提下,对于正数和负数,左移一位都相当于乘以2的1次方,左移n位就相当于乘以2的n次方。
2)“有符号”右移位运算符(>>)则将运算符左边的运算对象向右移动运算符右侧指定的位数。“有符号”右移位运算符使用了“符号扩展”:若值为正,则在高位插入0;若值为负,则在高位插入1。
>>运算规则:按二进制形式把所有的数字向右移动对应位数,低位移出(舍弃),高位的空位补符号位,移位后得到的数字为正数则补0,负数补1。
例如11>> 2,则是将数字11右移2位
分析:11的二进制形式为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011,然后把低位的最后两个数字移出,因为该数字是正数,所以在高位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010.转换为十进制是3.数学意义:右移一位相当于除2,右移n位相当于除以2的n次方。
3) Java也添加了一种“无符号”右移位运算符(>>>),它使用了“零扩展”:无论正负,都在高位插入0
4)右移一位相当于除以2,左移一位(在不溢出的情况下)相当于乘以2;移位运算速度高于乘除运算。
5)位运算符的优先级
~的优先级最高,其次是<<、>>和>>>,再次是&,然后是^,优先级最低的是|。
JAVA位运算符
位操作符(bitwise operator)
位操作符允许我们操作一个基本数据类型中的整数型值的单个“比特(bit)”,即二进制位。
位操作符会对两个参数对应的位执行布尔代数运算,并最终生成一个结果。
位操作符来源于 C语言面向底层的操作,那时我们经常需要直接操纵硬件,设置硬件寄存
器内的二进制位。Java的设计初衷是嵌入电视机顶盒内,所以这种低级操作仍被保留了下来。
但是,我们可能不会过多地使用到位运算符。
如果两个输入位都是 1,则按位“与”操作符(&)生成一个输出位 1;否则生成一个输出
位0。如果两个输入位里只要有一个是1,则按位“或”操作符(|)生成一个输出位1;只
有在两个输入位都是0的情况下,它才会生成一个输出位0。如果两个输入位的某一个是1,
但不全都是1,那么“异或”操作(^)生成一个输出位1。按位“非”(~,也称为取补运
算,ones compliement operator)属于一元操作符;它只对一个操作数进行操作(其他位操
作是二元运算)。按位“非”生成与输入位相反的值——若输入0,则输出1;输入1,则输
出0。
位操作符和逻辑操作符都使用了同样的符号。因此,我们能方便地记住它们的含义:由于“位”
是非常“小”的,所以位操作符仅使用了一位符号。
位操作符可与等号(=)联合使用,以便合并运算操作和赋值操作:&=,|=和^=都是合法
的(由于~是一元操作符,所以不可与=联合使用)。
我们将布尔类型(boolean)作为一种“单比特”值对待,所以它多少有些独特的地方。我们
可对它执行按位“与”、“或”和“异或”运算,但不能执行按位“非”(大概是为了避免与
逻辑 NOT混淆)。对于布尔值,位操作符具有与逻辑操作符相同的效果,只是它们不会中
途“短路”。此外,针对布尔值进行的按位运算为我们新增了一个“异或”逻辑操作符,它并
未包括在“逻辑”操作符的列表中。在移位表达式中,我们被禁止使用布尔运算,原因将在下
面解释。
移位操作符(shift operator)
移位操作符操作的运算对象也是二进制的“位”,但是它们只可以被用来处理整数类型(基本
类型的一种)。左移位操作符(<<)能将操作符左边的运算对象向左移动操作符右侧指定的
位数(在低位补 0)。“有符号”右移位操作符(>>)则将操作符左边的运算对象向右移动操
作符右侧指定的位数。“有符号”右移位操作符使用了“符号扩展”:若符号为正,则在高位插
入0;若符号为负,则在高位插入1。Java中增加了一种“无符号”右移位操作符(>>>),它
使用了“零扩展”:无论正负,都在高位插入0。这一操作符是C或C++没有的。
如果对char、byte或者short类型的数值进行移位处理,那么在移位进行之前,它们会自动
转换为int,并且得到的结果也是一个int类型的值。而右侧操作数,作为真正移位的位数,
只有其二进制表示中的低5位才有用。这样可防止我们移位超过int型值所具有的位数。(译
注:因为2的5次方为32,而int型值只有32位)。若对一个long类型的数值进行处理,
最后得到的结果也是long。此时只会用到右侧操作数的低6位,以防止移位超过long型数
值具有的位数。
移位可与等号(<<=或>>=或>>>=)组合使用。此时,操作符左边的值会移动由右边的值指
定的位数,再将得到的结果赋回左边的变量。但在进行“无符号”右移结合赋值操作时,可能
会遇到一个问题:如果对byte或short值进行这样的移位运算,得到的可能不是正确的结果。
它们会先被转换成int类型,再进行右移操作。然后被截断,赋值给原来的类型,在这种情
况下可能得到-1的结果。下面这个例子演示了这种情况:
//: c03:URShift.java
// Test of unsigned right shift.
import com.bruceeckel.simpletest.*;
public class URShift{
static Test monitor= new Test();
public static void main(String[] args){
int i=-1;
System.out.println(i>>>= 10);
long l=-1;
System.out.println(l>>>= 10);
short s=-1;
System.out.println(s>>>= 10);
byte b=-1;
System.out.println(b>>>= 10);
b=-1;
System.out.println(b>>>10);
monitor.expect(new String[]{
“4194303”,
“18014398509481983”,
“-1”,
“-1”,
“4194303”
});
}
}///:~
在最后一个移位运算中,结果没有赋回给b,而是直接打印出来,所以其结果是正确的。
下面这个例子向大家阐示了如何应用涉及“按位”操作的所有操作符:
//: c03:BitManipulation.java
// Using the bitwise operators.
import com.bruceeckel.simpletest.*;
import java.util.*;
public class BitManipulation{
static Test monitor= new Test();
public static void main(String[] args){
Random rand= new Random();
int i= rand.nextInt();
int j= rand.nextInt();
printBinaryInt(“-1”,-1);
printBinaryInt(“+1”,+1);
int maxpos= 2147483647;
printBinaryInt(“maxpos”, maxpos);
int maxneg=-2147483648;
printBinaryInt(“maxneg”, maxneg);
printBinaryInt(“i”, i);
printBinaryInt(“~i”,~i);
printBinaryInt(“-i”,-i);
printBinaryInt(“j”, j);
printBinaryInt(“i& j”, i& j);
printBinaryInt(“i| j”, i| j);
printBinaryInt(“i ^ j”, i ^ j);
printBinaryInt(“i<< 5”, i<< 5);
printBinaryInt(“i>> 5”, i>> 5);
printBinaryInt(“(~i)>> 5”,(~i)>> 5);
printBinaryInt(“i>>> 5”, i>>> 5);
printBinaryInt(“(~i)>>> 5”,(~i)>>> 5);
long l= rand.nextLong();
long m= rand.nextLong();
printBinaryLong(“-1L”,-1L);
printBinaryLong(“+1L”,+1L);
long ll= 9223372036854775807L;
printBinaryLong(“maxpos”, ll);
long lln=-9223372036854775808L;
printBinaryLong(“maxneg”, lln);
printBinaryLong(“l”, l);
printBinaryLong(“~l”,~l);
printBinaryLong(“-l”,-l);
printBinaryLong(“m”, m);
printBinaryLong(“l& m”, l& m);
printBinaryLong(“l| m”, l| m);
printBinaryLong(“l ^ m”, l ^ m);
printBinaryLong(“l<< 5”, l<< 5);
printBinaryLong(“l>> 5”, l>> 5);
printBinaryLong(“(~l)>> 5”,(~l)>> 5);
printBinaryLong(“l>>> 5”, l>>> 5);
printBinaryLong(“(~l)>>> 5”,(~l)>>> 5);
monitor.expect(“BitManipulation.out”);
}
static void printBinaryInt(String s, int i){
System.out.println(
s+”, int:”+ i+”, binary:”);
System.out.print(“”);
for(int j= 31; j>= 0; j–)
if(((1<< j)&i)!= 0)
System.out.print(“1”);
else
System.out.print(“0”);
System.out.println();
}
static void printBinaryLong(String s, long l){
System.out.println(
s+”, long:”+ l+”, binary:”);
System.out.print(“”);
for(int i= 63; i>= 0; i–)
if(((1L<< i)& l)!= 0)
System.out.print(“1”);
else
System.out.print(“0”);
System.out.println();
}
}///:~
程序末尾调用了两个方法:printBinaryInt()和printBinaryLong()。它们分别接受
一个 int或 long值的参数,并用二进制格式输出,同时附有简要的说明文字。你可以暂
时忽略它们具体是如何实现的。
请注意这里是用 System.out.print(),而不是 System.out.println()。print()方法不自动换行,所
以我们能在同一行里输出多个信息。
上面的例子中,expect()以一个文件名作参数,它会从这个文件中读取预期的行(其中
可以有,也可以没有正则表达式)。对于那些太长,不适宜列在书里的输出,这种做法很有
用。这个文件的扩展名是“.out”,是所发布的代码的一部分,可以从www.BruceEckel.com下
载。如果有兴趣的话,可以打开这个文件,看看正确的输出应该是什么(或者你自己直接运
行一下前面这个程序)。
上面的例子展示了对int和long的所有按位运算的效果,还展示了int和long的最小值、最
大值、+1和-1值,以及它们的二进制形式,以使大家了解它们在机器中的具体形式。注意,
最高位表示符号:0为正,1为负。下面列出例子中关于int部分的输出:
-1, int:-1, binary:
11111111111111111111111111111111
+1, int: 1, binary:
00000000000000000000000000000001
maxpos, int: 2147483647, binary:
01111111111111111111111111111111
maxneg, int:-2147483648, binary:
10000000000000000000000000000000
i, int: 59081716, binary:
00000011100001011000001111110100
~i, int:-59081717, binary:
11111100011110100111110000001011
-i, int:-59081716, binary:
11111100011110100111110000001100
j, int: 198850956, binary:
00001011110110100011100110001100
i& j, int: 58720644, binary:
00000011100000000000000110000100
i| j, int: 199212028, binary:
00001011110111111011101111111100
i ^ j, int: 140491384, binary:
00001000010111111011101001111000
i<< 5, int: 1890614912, binary:
01110000101100000111111010000000
i>> 5, int: 1846303, binary:
00000000000111000010110000011111
(~i)>> 5, int:-1846304, binary:
11111111111000111101001111100000
i>>> 5, int: 1846303, binary:
00000000000111000010110000011111
(~i)>>> 5, int: 132371424, binary:
00000111111000111101001111100000
数字的二进制表示形式被称为“有符号的2的补码”。
求:JAVA中常用位运算符及其用法详解
位运算符
位运算是以二进制位为单位进行的运算,其操作数和运算结果都是整型值。
位运算符共有7个,分别是:位与(&)、位或(|)、位非(~)、位异或(^)、右移(>>)、左移(<<)、0填充的右移(>>>)。
位运算的位与(&)、位或(|)、位非(~)、位异或(^)与逻辑运算的相应操作的真值表完全相同,其差别只是位运算操作的操作数和运算结果都是二进制整数,而逻辑运算相应操作的操作数和运算结果都是逻辑值。
位运算示例
运算符名称示例说明
&位与x&y把x和y按位求与
|位或x|y把x和y按位求或
~位非~x把x按位求非
^位异或 x^y把x和y按位求异或
>>右移x>>y把x的各位右移y位
<<左移x<<y把x的各位左移y位
>>>右移x>>>y把x的各位右移y位,左边填0
举例说明:
(1)有如下程序段:
int x= 64;//x等于二进制数的01000000
int y= 70;//y等于二进制数的01000110
int z= x&y//z等于二进制数的01000000
即运算结果为z等于二进制数01000000。位或、位非、位异或的运算方法类同。
(2)右移是将一个二进制数按指定移动的位数向右移位,移掉的被丢弃,左边移进的部分或者补0(当该数为正时),或者补1(当该数为负时)。这是因为整数在机器内部采用补码表示法,正数的符号位为0,负数的符号位为1。例如,对于如下程序段:
int x= 70;//x等于二进制数的01000110
int y= 2;
int z= x>>y//z等于二进制数的00010001
即运算结果为z等于二进制数00010001,即z等于十进制数17。
对于如下程序段:
int x=-70;//x等于二进制数的11000110
int y= 2;
int z= x>>y//z等于二进制数的11101110
即运算结果为z等于二进制数11101110,即z等于十进制数-18。要透彻理解右移和左移操作,读者需要掌握整数机器数的补码表示法。
(3)0填充的右移(>>>)是不论被移动数是正数还是负数,左边移进的部分一律补0。
关于java移位运算符和java位运算之移位运算的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。




