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java位操作zt

Java中的位操作指定包括:
~                    按位非(NOT)
&                   按位与(AND)
|                    按位或(OR)
^                   按位异或(XOR)
>>                 右移
>>>               无符号右移
<<                 左移
前面几个都非常简单,主要是移位操作比较容易出错.

首先要搞清楚参与运算的数的位数,如int的是32位。long的是64位。
如int i = 1;
i的二进制原码表示为:
00000000000000000000000000000001

long l = 1;
l的二进制原码表示为:
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

二、
正数没有反码、补码,也可以说正数的反码、补码跟原码一样。
负数的反码为原码逐位取反,
如int i = -1;
10000000000000000000000000000001,最高位是符号位。正数为0,负数为1。
逐位取反后:
01111111111111111111111111111110即反码。
反码加1:
01111111111111111111111111111111即补码。
负数都是用补码参与运算的。得到的也是补码,需要减1取反获得原码。

三、常用的位运算符--0在位运算中是比较特殊的。
^  异或。      相同为0,相异为1;   任何数与0异或都等于原值。 
&  与。        全1为1, 有0为0;  任何数与0异或都等于0。  
|  或。        有1为1, 全0为0。  任何数与0或都等于原值。
<< 左移。      补0。
>> 右移。      符号位是0补0,是1补1。
>>>无符号右移。补0。
~  非          逐位取反

四、负数参与的运算,得到的是补码,需要将补码先减1,然后逐位取反,得到原码。即为运算结果。
0例外,如果得到的是0,则不需减1和取反。
另外,两个正数运算后得到的就是原码,不需减1和取反。


举例:
1^-1,
-1
10000000000000000000000000000001--原码
01111111111111111111111111111110--反码
01111111111111111111111111111111--补码
1
00000000000000000000000000000001--原码

则1^-1等于
01111111111111111111111111111111^
00000000000000000000000000000001=
01111111111111111111111111111110--补码
01111111111111111111111111111101--反码
10000000000000000000000000000010--原码==-2
即1^-1=-2

举例:
1^-2
-2
10000000000000000000000000000010--原码
01111111111111111111111111111101--反码
01111111111111111111111111111110--补码
1
00000000000000000000000000000001--原码
则1^-2等于
01111111111111111111111111111110^
00000000000000000000000000000001=
01111111111111111111111111111111--补码
01111111111111111111111111111110--反码
10000000000000000000000000000001--原码==-1


1.<<
逻辑左移,右边补0,符号位和其他位一样.
正数:
x<<1一般相当于2x,但是可能溢出.
溢出范围: 230~(231-1) 二进制表示 010000...000到01111....1111,移位后最高为变为1了,变成负数了.
负数:
x<<1一般也相当于2x,也有可能溢出.所以, x*32可以写成x<<5
溢出范围: -231~-(230+1)二进制表示10000...000到101111...1111,移位后最高为变成0了,变成正数了.

2.>>
算术右移,和上面的不对应,为正数时左边补0,为负数时左边补1.
x>>1,相当于x/2,余数被舍弃,因为这个是缩小,所以不会溢出.
不过有一点要注意: -1右移多少位都是-1.
另外舍弃的余数是正的, 3>>1=1 舍弃的余数是1.
-3>>1=-2 舍弃的余数也是1,而不是-1.
对于正数 x>>1和x/2相等
对于负数 x>>1和x/2不一定相等.

3.>>>
逻辑右移,这个才是和<<对应的
这个把符号位一起移动,左边补0
对于正数,>>>和>>是一样的
对于负数,右移之后就变成正数了.

可以使用Integer.toBinaryString(int i)来看01比特,更加直观.


考虑下面的代码: 
for (val = 0; val < 100000; val +=5) { alterX = val * 8; myResult = val * 2; } 


用移位操作替代乘法操作可以极大地提高性能。下面是修改后的代码: 

for (val = 0; val < 100000; val += 5) { alterX = val << 3; myResult = val << 1; } 

  修改后的代码不再做乘以8的操作,而是改用等价的左移3位操作,每左移1位相当于乘以2。相应地,右移1位操作相当于除以2。值得一提的是,虽然移位操作速度快,但可能使代码比较难于理解,所以最好加上一些注释。 

posted on 2007-02-12 10:03 舵手 阅读(2692) 评论(4)  编辑  收藏

评论

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在Java中,位操作往往被忽视 :(
多谢您的文章 :)
2007-02-12 19:02 | 山风小子

# re: java位操作zt  回复  更多评论   

-2
10000000000000000000000000000010--原码
01111111111111111111111111111101--反码
01111111111111111111111111111110--补码
算错了吧,负数取补时符号位是不变了,晕死了
2007-10-09 18:10 | me

# re: java位操作zt  回复  更多评论   

@me
同意
2008-03-26 13:16 | me2

# re: java位操作zt  回复  更多评论   

这篇文章提醒了我负数在计算机中是以补码形式存储的...某一个课后的习题迎刃而解...谢谢啦
2008-04-05 18:07 | Cys

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