Java的位運算（bitwise operators）

Java的位運算（bitwise operators）直接對整數類型的位進行操做，這些整數類型包括long、int、short、char和 byte，位運算符具體以下表：

左移位（<<） 

程序：

public class LeftMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("5<<3="+(5<<3));

    }

}

輸出結果： 

5<<3=40 

計算過程： 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 ? 5 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1000 ? 40

右移位（>>） 

正數 

程序：

public class PlusRightMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("5>>1="+(5>>1));

    }

}

輸出結果： 

5>>1=2 

計算過程： 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 ? 5 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 ? 2

負數 

程序：

public class NegativeRightMoving{

    public static void main(String[] args){

           System.out.println("-5>>1="+(-5>>1));

    }

}

輸出結果： 

-5>>1=-3 

計算過程： 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 ? -5 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 ? -3

無符號右移位（>>>） 

程序：

public class UnsignedRightMoving{

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("-5>>>1="+(-5>>>1));

    }

}

輸出結果： 

-5>>>1=2147483645 

計算過程： 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 ? -5 

0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 ? 2147483645

補充個Java中的基本數據類型的相關知識。

這裏包括了float和double兩個浮點型，在本文中對其不予考慮，由於位運算是針對整型的。進行位操做時，除long型外，其餘類型會自動轉成int型，轉換以後，可接受右操做數長度爲32。進行位運算時，老是先將短整型和字節型值轉換成整型值再進行移位操做的。 

程序：

public class ByteLeftMoving{  

public static void main(String[] args){  

        byte b = 127;  

        System.out.println("b<<3="+(b<<3));  

        System.out.println("(byte)(b<<3)="+(byte)(b<<3));  

    }  

}  

輸出結果： 

b<<3=1016 

(byte)(b<<3)=-8

程序：

public class CharLeftMoving{  

public static void main(String[] args){  

        char c = 'l';  

        System.out.println("c<<3="+(c<<3));  

        System.out.println("(char)(c<<3)="+(char)(c<<3));   

    }  

}  

輸出結果： 

c<<3=864 

(char)(c<<3)=?

以上兩個例子所有編譯經過，由此能夠看出，當byte和char進行移位運算時不會發生錯誤，而且均按照整型進行計算，當計算結果超出byte或是char所能表示的範圍時則進行相應的轉換（分別輸出告終果-8和?）。

位運算中的操做數 

在進行移位運算時要注意整型和長整型在內存中的位數（整型是32位，長整型是64位），若是移位操做數超出了該位數則取模計算，例如：int型數據是32位的，若是左移35位是什麼結果？ 

程序：

public class LeftMoving{  

    public static void main(String[] args){  

           System.out.println("5<<35="+(5<<35));  

    }  

}  

輸出結果： 

5<<35=40 

該結果與5<<3徹底相同。 

不管正數、負數，它們的右移、左移、無符號右移 32位都是其自己，好比 -5<<32=-五、-5>>32=-五、-5>>>32=-5。 

一個有趣的現象是，把 1 左移 31 位再右移 31位，其結果爲 -1。 

計算過程以下： 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 

位運算要求操做數爲整數，操做數不能是字符串也不能是小數。 

以下列程序：

public class BitMath{  

    public static void main(String[] args){  

        String s = "Hello";  

        long l = 99;  

        double d = 1.11;  

        int i = 1;  

        int j = 0;  

        System.out.println("j<<s="+j<<s);    //編譯錯誤語句    

        System.out.println("j<<d="+j<<d);    //編譯錯誤語句  

        System.out.println("i<<j="+i<<j);    //編譯能夠經過  

        System.out.println("i<<l="+i<<l);    //編譯能夠經過   

    }   

}  

因爲位運算是二進制運算，不要與一些八進制數搞混，java中二進制數沒有具體的表示方法。

public class BitMath{

    public static void main(String[] args){

        System.out.println("010|4="+(010|4));

    }

}

輸出結果： 

010|4=12 

計算過程： 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 ?8 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 ?4 

進行「或」計算結果爲： 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 ?12 

當位運算中碰見負數，必須把它轉成補碼（不知道什麼是補碼的補習功課去）再進行計算，而不是使用原碼。 

程序：

public class BitMath{

    public static void main(String[] args){

        try {

            int x = -7;

            System.out.println("x>>1="+(x>>1));

        } catch(Exception e) {

            System.out.println("Exception");

        }

    }

}

輸出結果： 

x>>1=-4 

計算過程： 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 ?-7 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 ?-4

public class BitMath{  

    public static void main(String[] args){  

        int i = 1;  

        int j = -1;  

        System.out.println("1>>>31="+(i>>>31));   

        System.out.println("-1>>31="+(j>>31));    

    }   

}  

輸出結果： 

1>>>31=0 

-1>>31=-1 

程序：

public class BitMath{  

    public static void main(String[] args){    

        int a = 1;  

        a <<= 31;  

        a >>= 31;   

        a >>= 1;          

        System.out.println("a="+a);  

        int b = 1;   

        b <<= 31;    

        b >>= 31;    

        System.out.println("b="+b);   

        int c = 1;   

        c >>= 31;    

        c <<= 31;  

        System.out.println("c="+c);    

    }  

}  

輸出結果： 

a=-1 

b=-1 

c=0 

計算過程： 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ?a=1 

1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ?a=a<<31後，這裏被看成是負數 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ?a=a>>31後，結果爲-1 

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 ?a=a>>1後，結果仍爲-1 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ?c=1 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ?c=c>>31後爲0 

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ?0左移31位仍爲0