Java常用的二进制位操作

1.简述

　　看这篇文章之前首先了解一下二进制位运算符。https://www.cnblogs.com/bl123/p/13734880.html

2.常用的位操作（以下所有案例可以根据需求调整）

（1）获取数值的高低位

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(2222));
        System.out.println(binaryToDecimal((2222 >> 8) & 0xff));
        System.out.println(binaryToDecimal(2222 & 0xff));
        System.out.println((2222 >> 8) & 0xff);
        System.out.println(2222 & 0xff);
    }
    
    /**将10进制转为2进制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自带方法转为二进制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 16 - length; i++) {//补齐16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length + 3; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

运行结果

0000 1000 1010 1110

0000 0000 0000 1000

0000 0000 1010 1110

8

174

　　通过上面的示例运行结果可以看出，这是一个取高/低八位的示例。也可以使用另外一种方式获取高低位，示例如下

public class Data {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(2222 / (int) Math.pow(2, 8));
        System.out.println(2222 % (int) Math.pow(2, 8));
    }
}

运行结果

8

174

　　可以看到输出的结果是一样的。

（2）数值按位拆分

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(2222));
        System.out.println(Arrays.toString(getIntSplit(2222)));
    }
    /**一个int按照bit位解析成多个int
     */
    public static int[] getIntSplit(int value){
        int[] array = new int[4];
        array[0] = value & 0xff;//直接取低8位
        array[1] = value >> 8 & 0x1f;//右移8位，取5位
        array[2] = value >> 13 & 3;//右移13位，取3位
        array[3] = value >> 15;//右移15位，取1位
        return array;
    }
    
    /**将10进制转为2进制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自带方法转为二进制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 16 - length; i++) {//补齐16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length + 3; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

运行结果

0000 1000 1010 1110

[174, 8, 0, 0]

　　通过上面的示例运行结果可以看出，这是把一个数值根据需要的位进行了拆分。

（3）数值按位合并

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(binaryToDecimal(2222));
        System.out.println(Arrays.toString(getIntSplit(2222)));
        System.out.println(getIntConform(174, 8, 0, 0));
    }
    
    /**一个int按照bit位解析成多个int
     */
    public static int[] getIntSplit(int value){
        int[] array = new int[4];
        array[0] = value & 0xff;//直接取低8位
        array[1] = value >> 8 & 0x1f;//右移8位，取5位
        array[2] = value >> 13 & 3;//右移13位，取3位
        array[3] = value >> 15;//右移15位，取1位
        return array;
    }
    
    /**多个int整合成一个int
     */
    public static int getIntConform(int value1,int value2,int value3,int value4) {
        int r = 0;
        r |= value1;//直接按位或
        r |= (value2 << 8);//左移8位，在按位或
        r |= (value3 << 13);//左移13位，在按位或
        r |= (value4 << 15);//左移13位，在按位或
        return r;
    }
    
    /**将10进制转为2进制字符串
     */
    private static String binaryToDecimal(int num) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(Integer.toBinaryString(num));//是有jdk自带方法转为二进制
        int length = sb.length();
        for (int i = 0; i < 16 - length; i++) {//补齐16位
            sb.insert(0, 0);
        }
        length = sb.length();
        for (int i = 0; i < length + 3; i++) {
            if((i + 1) % 5 == 0)
                sb.insert(i, " ");
        }
        return sb.toString();
    }
}

运行结果

0000 1000 1010 1110

[174, 8, 0, 0]

2222

　　通过上面的示例运行结果可以看出，这是把一个数值根据需要的位进行了拆分，再把它合并。

（4）其他位操作

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 获得int型最大值
        System.out.println((1 << 31) - 1);// 2147483647， 由于优先级关系，括号不可省略
        System.out.println(~(1 << 31));// 2147483647

        // 2. 获得int型最小值
        System.out.println(1 << 31);
        System.out.println(1 << -1);

        // 3. 获得long类型的最大值
        System.out.println(((long)1 << 127) - 1);

        // 4. 乘以2运算
        System.out.println(10<<1);

        // 5. 除以2运算(负奇数的运算不可用)
        System.out.println(10>>1);

        // 6. 乘以2的m次方
        System.out.println(10<<2);

        // 7. 除以2的m次方
        System.out.println(16>>2);

        // 8. 判断一个数的奇偶性
        System.out.println((10 & 1) == 1);
        System.out.println((9 & 1) == 1);

        // 9. 不用临时变量交换两个数（面试常考）
        int a = 3,b=5;
        a ^= b;
        b ^= a;
        a ^= b;
        System.out.println(a+","+b);

        // 10. 取绝对值（某些机器上，效率比n>0 ? n:-n 高）
        int n = -1;
        System.out.println((n ^ (n >> 31)) - (n >> 31));
        /* n>>31 取得n的符号，若n为正数，n>>31等于0，若n为负数，n>>31等于-1
        若n为正数 n^0-0数不变，若n为负数n^-1 需要计算n和-1的补码，异或后再取补码，
        结果n变号并且绝对值减1，再减去-1就是绝对值 */

        // 11. 取两个数的最大值（某些机器上，效率比a>b ? a:b高）
        System.out.println(b&((a-b)>>31) | a&(~(a-b)>>31));

        // 12. 取两个数的最小值（某些机器上，效率比a>b ? b:a高）
        System.out.println(a&((a-b)>>31) | b&(~(a-b)>>31));

        // 13. 判断符号是否相同(true 表示 x和y有相同的符号， false表示x，y有相反的符号。)
        System.out.println((a ^ b) > 0);

        // 14. 计算2的n次方 n > 0
        System.out.println(2<<(n-1));

        // 15. 判断一个数n是不是2的幂
        System.out.println((n & (n - 1)) == 0);
        /*如果是2的幂，n一定是100... n-1就是1111....
        所以做与运算结果为0*/

        // 16. 求两个整数的平均值
        System.out.println((a+b) >> 1);

        // 17. 从低位到高位,取n的第m位
        int m = 2;
        System.out.println((n >> (m-1)) & 1);

        // 18. 从低位到高位.将n的第m位置为1
        System.out.println(n | (1<<(m-1)));
        /*将1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
        n在和这个数做或运算*/

        // 19. 从低位到高位,将n的第m位置为0
        System.out.println(n & ~(0<<(m-1)));
        /* 将1左移m-1位找到第m位，取反后变成111...0...1111
        n再和这个数做与运算*/
    }
}

　　注：这个来源于https://www.jianshu.com/p/b677858bc085/