java编程基础(二)位运算符

2020-10-26   87 次阅读


位运算符

针对二进制运算,java提供了位运算符:
image.png

位运算

1. 位与 &

两个整数值的32位,每一位和每一位求与。

两位都是1与得的结果是1;只要有0结果就是0。

00000000 00000000 00000000 01101001
00000000 00000000 00000000 00100011 &
----------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00100001

2. 位或 |

只要有1结果就是1;两位都是0结果是0。

00000000 00000000 00000000 01101001
00000000 00000000 00000000 00100011 |
----------------------------------------
00000000 00000000 00000000 01101011

3. 异或 ^

异或运算是“找不同”

不同是1;相同是0。

00000000 00000000 00000000 01101001
00000000 00000000 00000000 00100011 ^
----------------------------------------
00000000 00000000 00000000 01001010

异或还有个特点,就是对同一个值异或两次会得到原值
试着用上面异或的结果再对第二个值求一次异或,这样可以还原成第一个值。

4. 求反 ~

1变0;0变1。

求反运算只有一个运算项

00000000 00000000 00000000 01101001 ~
----------------------------------------
11111111 11111111 11111111 10010110

移位运算

带符号右移位

所有位整体向右移动,右侧移出部分截断。

侧符号位是0,在左侧补0。

移位

符号位是1,在左侧补1。

移位

不带符号右移位

不管符号位是0还是1,左侧都补0。

1000000000000000000000011101011 >>> 2

结果:
0010000000000000000000000111010

面试题

乘2和除2,除了用 * / 运算符,还可以如何运算?

练一练

1. 获得任意int整数的二进制码

移位

代码

package demo2;

import java.util.Scanner;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            System.out.print("输入整数的二进制码:");
            int a = new Scanner(System.in).nextInt();

            String code = binaryCode(a);
            System.out.println("二进制码: " + code);
        }
    }

    static String binaryCode(int a) {
        int p = 1 << 31; //最左侧位是1

        String s = "";
        for (int i = 0; i < 32; i++) {
            int r = a & (p >>> i);

            if (r == 0) {
                s += "0";
            } else {
                s += "1";
            }
        }

        return s;
    }
}

2. int整数的32位,分拆成4个byte

拆分

获取左侧第一个字节可以这样做:

  1. 把左侧第一个字节移动到最右侧

拆分

  1. 强转成 byte,这时会截断 int,只保留右侧末尾的一个字节

在这里插入图片描述
以此类推,把每个字节都移动到最右侧再强转成 byte,就可以完成分拆。

代码

package demo2;

import java.util.Scanner;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            System.out.print("输入整数:");
            int n = new Scanner(System.in).nextInt();
            // int 整数转成四个 byte 值
            byte[] a = split(n);
            for (byte b : a) {
                System.out.println(b);
            }
        }

    }

    static byte[] split(int n) {
        byte[] a = new byte[4];
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            // n循环右移四次,分别移动 24,16,8,0 位
            a[i] = (byte) (n >> (8 * (3 - i)));
        }

        return a;
    }
}

3. 四个byte值 合并成一个 int 整数

合并

合并第一个字节

首先准备一个整数0:

合并
我们打算把这个字节放到左侧第一个字节:

合并

byte 运算时会被自动转成 int,变成32位,如果符号位是1,左侧会补1

合并

我们把这个字节移动到最左侧:

合并

两个值求位或:

合并

合并第二个字节

从上一步的结果开始:

合并
这个个字节会先变成 int如果符号位是1,左侧会补1

合并

把它左移到第二个字节位置:

合并

注意看,左侧8位现在都是1

只留下我们需要的8位,把其他24位都抹成0,像下面这样求个位与运算(两位都是1结果是1,有0就是0)

合并

把其他位抹成0了,接下来再求位或,这样就完成了第二个字节的合并:

合并
以此类推,可以继续完成后面两个字节的合并过程。

代码

package demo2;

import java.util.Scanner;

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            byte[] a = new byte[4];
            System.out.println("输入四个byte值:");
            for (int i = 0; i < a.length; i++) {
                a[i] = new Scanner(System.in).nextByte();
            }

            int r = toInt(a);
            System.out.println("合并结果: "+r);
        }
    }

    static int toInt(byte[] a) {
        int r = 0;

        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            // 先向左移动 24,16,8,0 位
            int tmp = a[i] << (8 * (3 - i));
            // 再把不需要的位抹成0
            tmp = tmp & (0b11111111 << (8 * (3 - i)));
            // 再求位或
            r |= tmp;
        }

        return r;
    }
}

代码仓库

https://gitee.com/benwang6/java-review

Q.E.D.

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毕生所求无它,爱与自由而已