Java基础之位运算知识总结

一、位运算的分类与展现效果

java位运算可以分为左移和右移，其中右移还有无符号右移。


 

java只对整型位移，可以分为int体系和long体系。int体系包括（byte, short, int, char），long体系只包含long。int体系中进行位运算时，除int类型外都会先转换为int再进行运算。.
无符号右移指的是，向右移动时，左边补位的是0。
一般来说，右移左移常用作乘2n 或者除以2n。（右移除以2n，左移乘以2n）

int i1 = 4;
int r1 = i1 >> 2; // 除以2^2
int r2 = i1 << 2; // 乘以2^2
System.out.println(r1); // 1
System.out.println(r2); // 16

二、原理

位运算实际上是将数值对应的二进制进行左右位移操作。java中数值的存储、运算是以补码的形式进行的。数值有三种存储方式：原码、反码、补码。

原码的最高位为符号位（0为正数，1为负数），其余位用于存储数值，以8位整型为例，2对应：

0000 0010

-2对应：

1000 0010

  反码和补码的正数都与原码相同。反码的负数在原码的基础上进行，除符号位外，其余按位取反。例如2的反码为：

0000 0010(正数不变)

-2的反码为：

1111 1101

补码在反码的基础上进行，反码加1就变成补码。

2：

0000 0010(正数不变)

-2为：

1111 1110

8位整型，反码可以表示的范围为：[-128,127]

-128的反码表示为：

1000 0000

可以理解为：

1 1000 0000(原) => 1 0111 1111(反) => 1 1000 0000(补) => 1000 0000(补)

（查看了一些解释，-128的补码规定为1000 0000，若不理解，可以先跳过。）

左移即是补码向左移动，右边空出的用0补位，右移就是向右动，左边空出来的以符号位补位。（无符号右移，左边空出来的以0补位）。下面以具体代码举例（int 为32位）：

正数：

int i1 = 4; // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100
int r1 = i1 >> 2; // 期望 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 = 1
int r2 = i1 << 2; // 期望 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 = 16
System.out.println(r1); // 实际：1
System.out.println(r2); // 实际：16

负数：

int i2 = -4; // 1111 1111 1111 1111 _ 1111 1111 1111 1100
int r3 = i2 >> 2; // 期望：1111 1111 1111 1111 _ 1111 1111 1111 1111 = -1
int r4 = i2 << 2; // 期望：1111 1111 1111 1111 _ 1111 1111 1111 0000 = -16
int rx = i2 >>> 1; // 期望: 0111 1111 1111 1111 _ 1111 1111 1111 1110 = 2147483646
System.out.println(rx); // 实际：2147483646
System.out.println(r3); // 实际：-1
System.out.println(r4); // 实际：-16

rx记录无符号右移结果，移动后左边补位以0补满，于是结果就变成了2147483646

三、边界值测试

int类型的范围为[-2147483648, 2147483647]，下面对上下界分别进行测试：

// 边界值测试：
int imax = Integer.MAX_VALUE; // 21_4748_3647 = 0111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111 (2^31-1)

int r5  = imax >> 2; // 0001_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111 = (2^30 - 1) = 5_3687_0911

System.out.println(r5);// 实际：5_3687_0911

int r6 = max << 2; // 1111_1111_1111_1111_1111_1111_1111_1100 (补码形式 ) = -4

System.out.println(r6);// 实际：-4

int imin = Integer.MIN_VALUE; //-21_4748_3648=1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000

int r7 = imin << 1; // 0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000 = 0

System.out.println(r7); // 实际：0

根据位运算原理，在边界测试的结果并不一定是乘以2n或者除以2n。对边界值进行位运算时，需要注意。

到此这篇关于Java基础之位运算知识总结的文章就介绍到这了,更多相关Java位运算内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

赞 (0)

相关推荐

  • JAVA位运算的知识点总结

    一.在计算机中数据是如何进行计算的? 1.1:java中的byte型数据取值范围 我们最开始学习java的时候知道,byte类型的数据占了8个bit位,每个位上或0或1,左边第一位表示符号位,符号位如果为1表示负数,为0则表示正数,因此要推算byte的取值范围,只需要让数值位每一位上都等于1即可. 我们来用我们的常规思维来分析下byte类型的取值范围: 图1 如果按照这种思路来推算,七个1的二进制数转换为十进制是127,算上符号位,取值范围应为:-127~+127,但事实上我们知道,byte的取

  • java中的移位运算符心得总结

    java中有三种移位运算符 <<      :     左移运算符,num << 1,相当于num乘以2 >>      :     右移运算符,num >> 1,相当于num除以2 >>>    :     无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐 下面来看看这些移位运算都是怎样使用的 复制代码 代码如下: /** *  */package com.b510.test; /** * @author Jone Hongten * @creat

  • Java三种移位运算符原理解析

    这篇文章主要介绍了Java三种移位运算符原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 java移位运算符不外乎就这三种:<<(左移).>>(带符号右移)和>>>(无符号右移). 1. 左移运算符 左移运算符<<使指定值的所有位都左移规定的次数. 1)它的通用格式如下所示: value << num num 指定要移位值value 移动的位数. 左移的规则只记住一点:丢弃最高位(符

  • Java中位运算(移位、位与、或、异或、非） 的简单实例

    复制代码 代码如下: public class Test {     public static void main(String[] args) {         // 1.左移( << )         // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 然后左移2位后,低位补0://         // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 换算成10进制为20         System.out.pri

  • Java中的位运算符、移位运算详细介绍

    一.位运算 Java中有4个位运算,它们的运算规则如下: (1)按位与 (&) :两位全为1,结果为1,否则为0: (2)按位或 (|) :两位有一个为1,结果为1,否则为0: (3)按位取反(~):0 变 1, 1变0: (4)按位异或(^):两位,如果相同,结果为0:如果不同,结果为1: 注意: (1)位运算中的 符号位(最高位)也跟着变; (2)位运算符与逻辑运算符(逻辑与&&.逻辑或||.逻辑非! )有点相似.但是,逻辑运算符只能操作boolean变量 (也就是左右两边的值

  • 使用位运算、值交换等方式反转java字符串的多种方法（四种方法）

    在本文中,我们将向您展示几种在Java中将String类型的字符串字母倒序的几种方法. StringBuilder(str).reverse() char[]循环与值交换 byte循环与值交换apache-commons-lang3 如果是为了进行开发,请选择StringBuilder(str).reverse()API.出于学习的目的,我们可以研究char[]和byte方法,其中涉及到值互换和移位运算技术,这些技术对于了解StringBuilder(str).reverse()API黑匣子背后

  • 深入学习java位运算的基础知识

    相信大家和我一样,接触java这门语言的时候就听过java位运算的鼎鼎大名,当然也仅限于听说过.日常开发过程中使用过么?使用位运算的好处是什么? 想要真正理解java位运算,首先要搞清楚,这个"位"代表的含义. 一切的起源:二进制 位:二进制位,简称"位".是二进制记数系统中表示小于2的整数的符号,一般用1或 0表示,是具有相等概率的两种状态中的一种.二进制位的位数可表示一个机器字的字长,一个二进制位包含的信息量称为一比特(bit). 举个栗子: int占4个字节(

  • Java移位运算符详解实例(小结)

    移位运算符它主要包括:左移位运算符(<<).右移位运算符(>>>).带符号的右移位运算符(>>),移位运算符操作的对象就是二进制的位,可以单独用移位运算符来处理int型整数. 运算符 含义 << 左移运算符,将运算符左边的对象向左移动运算符右边指定的位数(在低位补0) >> "有符号"右移运算 符,将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数.使用符号扩展机制,也就是说,如果值为正,则在高位补0,如果值为负,则在高位补

  • java中关于移位运算符的demo与总结(推荐)

    java中关于移位运算符的demo与总结(推荐)

    首先,移位运算符有三种,其操作类型只支持:byte / short / char / int和long五种. << 左移运算符,表示将左边的操作数的二进制数据向左移动*位,移动后空缺位以0填充,多余位舍弃.(等同于乘2的n次方) >> 右移运算符,二进制数据向右移动*位,就在其二进制数据后抹掉几位?(这里还不错定,但个人理解是这样的)(等同于除2的n次方) >>> 无符号右移运算符,不管移动前最高位是0还是1,右移后左侧产生的空位部分都以0来填充. 下面我们借一个

  • Java基础之位运算知识总结

    Java基础之位运算知识总结

    一.位运算的分类与展现效果 java位运算可以分为左移和右移,其中右移还有无符号右移.   java只对整型位移,可以分为int体系和long体系.int体系包括(byte, short, int, char),long体系只包含long.int体系中进行位运算时,除int类型外都会先转换为int再进行运算.. 无符号右移指的是,向右移动时,左边补位的是0. 一般来说,右移左移常用作乘2n 或者除以2n.(右移除以2n,左移乘以2n) int i1 = 4; int r1 = i1 >> 2;

  • Java基础学习之字符串知识总结

    Java基础学习之字符串知识总结

    一.前言 字符串是多个字符连接起来组合成的字符序列.字符串分为可变的字符串和不可变的字符串两种. (1)不可变的字符串:当字符串对象创建完毕之后,该对象的内容(上述的字符序列)是不能改变的,一旦内容改变就会创建一个新的字符串对象.Java中的String类的对象就是不可变的. (2)可变的字符串:StringBuilder类和StringBuffer类的对象就是可变的:当对象创建完毕之后,该对象的内容发生改变时不会创建新的对象,也就是说对象的内容可以发生改变,当对象的内容发生改变时,对象保持不变

  • Java基础之引用相关知识总结

    Java基础之引用相关知识总结

    一.引用的定义 在JDK 1.2以前,Java中的引用定义很传统:如果reference类型的数据存储的数值代表的是另外一块内存的起始地址,就称这块内存代表着一个引用. 二.问题 当描述这样的一类对象:当内存空间还足够时,则能保留在内存之中,如果内存空间在进行垃圾收集后还是非常紧张,则可以抛弃这些对象.此时的引用就显得过于狭隘.因此在JDK 1.2之后,Java堆引用的概念进行了扩充. 三.引用的分类 回收时机 强引用 Strong Reference 类似Object obj = new Ob

  • Java基础之并发相关知识总结

    Java基础之并发相关知识总结

    一.Java并发是什么? 用学术定义来说就是 并发:同一时间段,多个任务都在执行 (单位时间内不一定同时执行): 简单来说就是,同一个时间段,让计算机同时做多个事情. 说到并发,不得不提就是并行: 并行:单位时间内,多个任务同时执行. 两者大眼一看很像,仔细一想却并不相同,因为并行强调某个时间点多个任务同时执行,而并发强调的是一个时间段内多个任务都在执行. 二.怎么做? 大部分并发问题,最终都可以抽象成三类问题分工.同步和互斥.而且针对不同的问题有着不同的方式来解决,具体如下图所示: 三.分工

  • Java 中的位运算与移位运算详解

    目录 位运算 按位"与" & 按位"或" | 异或 ^ 移位运算 左移 << 右移 >> 无符号右移 >>> 总结 位运算 按位"与" & 规则: 如果两个相应的二进制形式的对应的位数都为 1,则结果为 1:否则为 0: 4 & 5 4 0000 0100 5 0000 0101 按位与运算 & 4 & 5 = 4 0000 0100 1 * 2^2 = 4 -4

  • Java中的位运算符全解

    目录 1.&(按位与运算符) 2.|(按位或运算符) 3.^(异或运算符) 4.<<(左移运算符) 5.>>(右移移运算符) 6.~(取反运算符) 7.>>>(无符号右移运算符) (1)正数无符号右移 (2)负数无符号右移 总结 1. &(按位与运算符) &按位与的运算规则是将两边的数转换为二进制位,然后运算最终值,运算规则即(两个为真才为真):1&1=1 , 1&0=0 , 0&1=0 , 0&0=0 pu

  • Java必备知识之位运算及常见进制解读

    Java必备知识之位运算及常见进制解读

    目录 常见几种进制? Java八种按位运算? HashMap添加元素四步曲用到的位运算? 前奏:HashMap如何添加一个元素? 第一步曲 第二步曲 第三步曲 第四步曲 终曲:为什么HashMap底层源码用这么多位运算? 您好,我是贾斯汀,欢迎又进来学习啦! [学习背景] 学习Java的小伙伴,都知道想要提升个人技术水平,阅读JDK源码少不了,但是说实话还是有些难度的,底层源码实现的原理离不开各种常用的数据结构和算法,很多时候还会用到各种位运算,比如面试必问和工作写烂透了的HashMap,就一个

  • 如何利用C语言位运算解决只出现一次的数字

    如何利用C语言位运算解决只出现一次的数字

    解题所需要的C语言基础知识 hello!从现在开始就进入本题解的正式内容了.首先给大家用图解的方式介绍3个C语言位运算的基本操作符 & | ^ 这些知识对下面的解题都非常重要,一定要熟练掌握,不然等会会有一种"我在哪,我是谁我在干什么"的感觉. 只出现一次的数字I 题目描述 只出现一次的数字 给定一个非空整数数组,除了某个元素只出现一次以外,其余每个元素均出现两次.找出那个只出现了一次的元素. 说明: 你的算法应该具有线性时间复杂度. 你可以不使用额外空间来实现吗? 示例 1:

随机推荐