关于Java中位运算符的理解

关于Java中位运算符的理解

1.位运算符认知

这一点算是java基础中的一个黑洞吧，不经常用，可读性也比较差，关键是比较难理解。但最近准备面试的时候看到java源码中用到了很多，看的一脸懵B，逃避不了那就面对它吧！

知识1：Java位运算是针对于整型（byte、char、short、int、long）数据类型的二进制进行的移位操作。

知识2：

数据类型	位数
byte	8
boolean	8
short	16
int	32
long	64
float	32
double	64
char	16

知识3：计算机表示数字正负不是用+ -加减号来表示，而是用最高位数字来表示，0表示正，1表示负 。

2.位运算符实验

看代码就好了

/**
 * @author YuanHaiLiang
 * @date 2018-08-14
 */
public class bitOperation {
​
    /*
    --------------------------------------------------------------------------------------------
          &：按位与   如果相对应位都是1，则=为1，否则为0     （A＆B），得到12，即0000 1100
     --------------------------------------------------------------------------------------------
       |：按位或       如果相对应位都是0，则=为0，否则为1    （A | B）得到61，即 0011 1101 
     --------------------------------------------------------------------------------------------
       ~：按位非     按位取反运算符翻转操作数的每一位，即01互换 （〜A）得到-61，即1100 0011   
     --------------------------------------------------------------------------------------------
       ^：按位异或      如果相对应位值相同，则=为0，否则为1  （A ^ B）得到49，即 0011 0001 
     --------------------------------------------------------------------------------------------
     <<左位移运算符  左操作数按位左移右操作数指定的位数。         A << 2得到240，即 1111 0000 
     --------------------------------------------------------------------------------------------
     >>右位移运算符   左操作数按位右移右操作数指定的位数            A >> 2得到15即 1111      
    ----------------------------------------------------------------------------------------------
                       左操作数的值按右操作数指定的位数右移                                   
     >>> 无符号右移      移动得到的空位以零填充                     A>>>2得到15即0000 1111    
    ----------------------------------------------------------------------------------------------
     优先级S：~  波浪
        优先级A：<<、>>和>>>
            优先级B：＆
                优先级C：^  shift+6
                    优先级D：/
     */
​
    public static void main(String[] args) {
        /* 60 = 0011 1100 */
        /* 13 = 0000 1101 */
        int A = 60;                   int B = 13;                 
​
        System.out.println( "A&B=" + (A&B) );
        System.out.println( "A|B=" + (A|B) );
        System.out.println( "~A=" + (~A) );
        System.out.println( "~A=" + (A^B) );
        System.out.println( "A<<2=" + (A<<2) );
        System.out.println( "A>>2=" + (A>>2) );
        System.out.println( "A>>>2=" + (A>>>2) );
​
    }
​
}

结果如下：

A&B=12
A|B=61
~A=-61
~A=49
A<<2=240
A>>2=15
A>>>2=15

3.重点是什么时候用

我为什么要它？

答案1：位运算的运算效率比直接对数字进行加减乘除高很多（至于为什么会快，不明白的可以去搜下为什么C的代码执行速度比Java,python快），代码需要考虑性能的时候

答案2：因为大牛都喜欢这样，估计是炫技吧！

4：使用

场景1：判断奇偶数 a&1 结果为 0 ，a就是偶数 结果为 1 ，a就是奇数

场景2：求平均数 （x+y）/2 这样吗？考虑过 x+y可能超过int的范围吗？正确的姿势是 (x&y)+((x^y)>>1)

场景3：有两个int类型变量x、y,要求两者数字交换，不用临时变量？(当年学java的时候这可是奥数级别的题目) x ^= y; y ^= x; x ^= y;

场景4：求绝对值

int abs( int x ) { int y= x >> 31 ; return (x^y)-y ; //or: (x+y)^y }

场景5：取模 a % (2^n) 等价于 a & (2^n - 1)

场景6：快速乘法 a * (2^n) 等价于 a << n

场景7：快速除法 a / (2^n) 等价于 a >> n

场景8：求相反数 (~x+1)

总之，整型所涉及到的操作它都可以更快速的实现，有兴趣可以仔细研究。