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  • 位运算

    要讲java一些奇奇怪怪的运算符号之前,必须先了解二进制,因为这些看不懂的运算符都是基于二进制运算的

    计算机里二进制的运算,往往比十进制运算来的快。
    首先了解下转换规则(相互转换):

    转码之前,有一些名词概念:

    1、原码
    一个正数,按照绝对值大小转换成二进制数,称为原码
    2、反码
    将二进制数按位取反,所得的新二进制数称为原二进制数的反码
    其实就是把原码中的0变为1,1变为0
    例如:0000 0101 和1111 1010就是互为反码
    3、补码
    在反码的基础上加1称为补码,一般在算负数的时候会用到

    十进制转二进制:

    1、正整数转换二进制 

    2、负整数转换二进制

    3、小数转换二进制

    重点掌握前面两个:
    1、正整数转换二进制
    除二取余,然后倒序排列,高位补零。

    如下图:三步操作(字丑勿喷)

    2、负整数转换二进制
      先将对应的正整数转换成二进制
      对二进制取反,这边有个不一样的地方,原来那个正数的补位都是0,但是你取反了,那就证明负数补位的时候,要补1
      然后对结果再加1(这里的1,是十进制的1,但是十进制的1对应的二进制就是00000001)

      如下图:

     3、小数转化二进制
      先对小数部分*2,乘到小数部分为0
      然后再对整数部分计算

      最后合起来
      如下图:

    二进制转十进制:

    这里会有两种情况,有符号数,和无符号数
    1、无符号数的话就是直接转换成正整数

    如下图:

     2、有符号数的话,就把第一个数字看成符号,1就是负数,0就是正数
      1)如果是正数,那就是第一位不用做计算,把后面的7位拿起来计算,
      比如0111 1111 结果就是127
      2)如果是负数,那算法就是先对结果(这个结果是补码)减1获得反码,然后取反(获得原码),然后计算,跟负十进制的数转换成二进制的数的操作是相反的
      比如1111 1111,结果就是-1
      转换过程:1111 1111 -1 = 1111 1110
    取反:1111 1110 =》 0000 0001

    转换:1*2的0次方=1,那因为我们一开始就定义它为负数,所以就是-1

    ======================================华丽的分割线============================================

    明白了上面的相互转换之后
    就开始来理解java中一些奇特的符号:

    1、&(按位与) 

    2、|(按位或) 

    3、^(按位异或) 

    4、~ (按位取反) 

    5、>> (右移运算符)

    6、<< (左移运算符) 

    这些就是java中对二进制数字的计算,别的语言应该还有些其他的符号

    1、& 与
    规则:先将两个数字转换为二进制,然后每一位进行匹配
         只有当两个位置上都是1的时候,才会返回1

    例子:9&12
    91001
    12:1100
    所以结果应该是:1000=》转换为十进制:8
    这个符号也有个例子,在Hadoop的MapReduce中默认实现的HashPartitioner类中的分区方法
    
    public int getPartition(K2 key, V2 value, int numReduceTasks) {  
    
    return (key.hashCode() & Integer.MAX_VALUE) % numReduceTasks;  
    
    } 
    就是使用这个符号。

    2、| 或
    规则:先将两个数字转换为二进制,然后每一位进行匹配
     两个位只要有一个为1,那么结果就是1,否则就为0。

    例子:9|12
    91001
    12:1100 
    所以结果应该是:1101=》转换为十进制:13

    3、^ 异或
    规则:先将两个数字转换为二进制,然后每一位进行匹配
    两个操作数的位,相同则结果为0,不同则结果为1。
    0 ^ 1 =1,1 ^ 1 = 0,0 ^ 0 = 0,1 ^ 0 = 1

    例子:9^12
    91001
    12:1100 
    所以结果应该是:0101=》转换为十进制:5

    4、~ 取反
    规则:这个是对一个数字的操作

     先将这个数字转换为二进制
     然后每个位上的数字,0变成1,1变成0
    例子:~9
    9:1001
    ~9:0110
    所以结果应该是0110=》转换为十进制:6
    呵呵,你自己试试,答案是错的。。不是6,答案是-10
    为什么?
    先说一个概念int类型是4字节,1字节是8位,所以int类型有32位
    然后,9的值是1001,其实你全部写出来应该是0000 0000 000...(前面有28个0)然后1001
    所以对9取反,不能简单的写成0110,因为0110代表的是0000 0000 000...(前面有28个0)然后0110
    ~9:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
    接着你可以在代码中试试:
    String i = Integer.toBinaryString(-10);
    System.out.println(i);
    System.out.println(i.length());
    打印出来的就是:
    11111111111111111111111111110110
    32
    结论:所以这里就要说到,在上文中提到的二进制的有符号数和无符号数
    再重新阐述一次:简单来说,例如byte长度是8位,无符号数的情况下,1111 1111 =》255
    有符号数的情况下,因为最高位1代表负号,0代表正号,所以 0111 1111 =》127,所以1000 0000 =》-128
    所以你还记得byte类型能表示的长度是-128---127吗,就是这个原因
    那么在java中几乎所有的正数取反,会得到负数,负数取反会得到正数!
    比如1000 0001 这个二进制的有符号数,他代表的值就是-127
    所以这是取反操作的一个坑,也是不少网络给出的什么二进制转换器输入1000 0000得到的值为128的原因(因为他识别成无符号二进制数字)

    如果你还不太懂,而且又想继续了解的话:http://www.cnblogs.com/ASPNET2008/archive/2009/04/29/1446471.html

     5、>> (右移运算符)和<< (左移运算符)
    这两个东西,放在一起记录,是因为这两个操作是一样的,就是一个位移操作
    1、举例1、12>>2

    操作:
    先将12转换为二进制 ==》1100
    然后把整体向右移动两位 ==》0011
    最后转换为十进制 ==》 1*2的0次方+1*2的1次方=3
    所以答案:3

    2、举例2、12<<2
    操作:

    先将12转换为二进制 ==》1100
    然后把整体向左移动两位 ==》110000
    最后转换为十进制 ==》 1*2的4次方+1*2的5次方=48
    所以答案:3
    结论:所以也能简单的理解为>>3就是原来的数字除以2的3次方,<<3就是乘以2的3次方

    本文转载    https://blog.csdn.net/lsr40/article/details/78020039   如有侵权 实在抱歉

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/3020815dzq/p/9286350.html
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