「Java」位运算符

1、Java中的位运算符(操作符)

1.1 .与运算符

与运算符用符号“&”表示,其使用规律如下:

只有对应的两个二进制位均为1时,结果才为1。例如,9&5,即00001001&00000101=00000001

  • 运行结果:
  • a 和b 与的结果是:128
  • 下面分析这个程序:
  • “a”的值是131,转换成二进制就是10000011,而“b”的值是128,转换成二进制就是10000000。根据与运算符的运算规律,只有两个位都是1,结果才是1,可以知道结果就是10000000,即2的7次方,为128。

1.2.或运算符

或运算符用符号“|”表示,其运算规律如下:

只要对应的两个二进制位有一个为1,结果就为1,否则就为0,例如9|5,即00001001|00000101=00001101。

  • 运行结果:
  • a 和b 或的结果是:129
  • 下面分析这个程序段:
  • a 的值是129,转换成二进制就是10000001,而b 的值是128,转换成二进制就是10000000,根据或运算符的运算规律,只有两个位有一个是1,结果才是1,可以知道结果就是10000001,即129。

1.3.非运算符

非运算符用符号“~”表示,其运算规律如下:

如果位为0,结果是1,如果位为1,结果是0。

  • 运行结果:
  • ~a 结果是:1
  • 下面分析这个程序段:
  • a 的值是2,转换成二进制就是10,非运算符的运算规律,如果位为0,结果是1,如果位为1,结果是0,可以知道结果就是01,即1。

1.4.异或运算符

异或运算符是用符号“^”表示的,其运算规律是:

两个操作数的位中,位相同则结果为0,不同则结果为1。

  • 运行结果: a 与 b 异或的结果是:13 分析上面的程序段:a 的值是15,转换成二进制为1111,而b 的值是2,转换成二进制为0010,根据异或的运算规律,可以得出其结果为1101 即13。

2.Java中的运算符(操作符)

程序的基本功能是处理数据,任何编程语言都有自己的运算符。因为有了运算符,程序员才写出表达式,实现各种运算操作,实现各种逻辑要求。

为实现逻辑和运算要求,编程语言设置了各种不同的运算符,且有优先级顺序,所以有的初学者使用复杂表达式的时候搞不清楚。这里详细介绍一下Java中的运算符。

Java运算符很多,下面按优先顺序列出了各种运算符。

2.1 . 一元运算符

因操作数是一个,故称为一元运算符。

++x 因为++在前,所以x的值先加1后用。

x++ 因为++在后,所以x的值先用后加1。

注意:a+ ++b和a+++b是不一样的(因为有一个空格)。

运行结果是: a=10,b=11,sum=21

运行结果是:a=11,b=10,sum=20

2.2.算术运算符

所谓算术运算符,就是数学中的加、减、乘、除等运算。因算术运算符是运算两个操作符,故又称为二元运算符。

这些操作可以对不同类型的数字进行混合运算,为了保证操作的精度,系统在运算过程中会做相应的转化。数字精度的问题,我们在这里不再讨论。下图中展示了运算过程中,数据自动向上造型的原则。

注:

1、实线箭头表示没有信息丢失的转换,也就是安全性的转换,虚线的箭头表示有精度损失的转化,也就是不安全的。

2、当两个操作数类型不相同时,操作数在运算前会子松向上造型成相同的类型,再进行运算。

示例如下:

运行结果如下:

3、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。

以int类型的6297为例,代码如下:

运行结果:

x<>y相当于x/2y,从计算速度上讲,移位运算要比算术运算快。如果x是负数,那么x>>>3没有什么算术意义,只有逻辑意义。

4、关系运算符

Java具有完备的关系运算符,这些关系运算符同数学中的关系运算符是一致的。具体说明如下:

5、逻辑运算符

逻辑非关系值表

逻辑与关系值表

逻辑或关系值表

在运用逻辑运算符进行相关的操作,就不得不说“短路”现象。代码如下:

逻辑或也存在“短路”现象,当执行到有一个表达式的值为true时,整个表达式的值就为true,后面的代码就不执行了。

“短路”现象在多重判断和逻辑处理中非常有用。我们经常这样使用:

如果str为null,那么执行str.trim().length()就会报错,短路现象保证了我们的代码能够正确执行。

在书写布尔表达式时,首先处理主要条件,如果主要条件已经不满足,其他条件也就失去了处理的意义。也提高了代码的执行效率。

位运算是对整数的二进制位进行相关操作,详细运算如下:

非位运算值表

与位运算值表

或位运算值表

异或位运算值表

运算结果如下:

程序分析:

按位运算属于计算机低级的运算,现在我们也不频繁的进行这样的低级运算了。

6、三目运算符

三目运算符是一个特殊的运算符,它的语法形式如下:

布尔表达式?表达式1:表达式2

运算过程:如果布尔表达式的值为true,就返回表达式1的值,否则返回表达式2的值,例如:

等价于下列代码:

三目运算符和if…else语句相比,前者使程序代码更加简洁。

7、赋值运算符

赋值运算符是程序中最常用的运算符了,示例如下:

补充:

  • 字符串运算符: + 可以连接不同的字符串。
  • 转型运算符: () 可以将一种类型的数据或对象,强制转变成另一种类型。如果类型不相容,会报异常出来。

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左移和右移运算符的应用总结

1、<<左移

两个左尖括号表示左移运算符,运算符规则是:各二进位全部左移若干位,高位丢弃,低位补0。

例如:6 << 2 = 24

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 -> 6

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1000 -> 6 << 2 = 24

2、>> 右移

两个右尖括号表示右移运算符,运算符规则是:各二进位全部右移若干位,正数高位补0,负数高位补1,低位丢弃。

例如: 12 >> 2 = 3

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 -> 12

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 -> 12 >> 2 = 3

因为12是正数,右移过程中高位补上两个0,低位丢弃,得出来的结果就是3。

例如:-12 >> 2 = -3

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0100 -> -12

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 -> -12 >> 2 = -3

因为-12是负数,右移过程中高位补上两个1,低位丢弃,得出来的结果就是-3。

3 左移等价于乘以2的n次方,右移等价于处于2的n次方

「初识C语言」位运算符

位运算是指按二进制进行的运算。在系统软件中,常常需要处理二进制位的问题。C语言提供了6个位操作运算符。这些运算符只能用于整型操作数,即只能用于带符号或无符号的char,short,int与long类型。

C语言提供的位运算符列表:

1、“按位与”运算符(&)

按位与是指:参加运算的两个数据,按二进制位进行“与”运算。如果两个相应的二进制位都为1,

则该位的结果值为1;否则为0。这里的1可以理解为逻辑中的true,0可以理解为逻辑中的false。按位与其

实与逻辑上“与”的运算规则一致。逻辑上的“与”,要求运算数全真,结果才为真。若,A=true,B=true,则A∩B=true

例如:

3&5 3的二进制编码是11(2)。(为了区分十进制和其他进制,本文规定,凡是非十进制的数据均在数据后面加上括号,括号中注明其进制,二进制则标记为2)内存储存数据的基本单位是字节(Byte),一个字节由8个位(bit)所组成。位是用以描述电脑数据量的最小单位。二进制系统中,每个0或1就是一个位。将11(2)补足成一个字节,则是00000011(2)。5的二进制编码是101(2),将其补足成一个字节,则是00000101(2)。

按位与运算:

00000011(2)

&00000101(2)

00000001(2)

由此可知3&5=1

c语言代码:

按位与的用途:

(1)清零

若想对一个存储单元清零,即使其全部二进制位为0,只要找一个二进制数,其中各个位符合一下条件:

原来的数中为1的位,新数中相应位为0。然后使二者进行&运算,即可达到清零目的。

例:

原数为43,即00101011(2),另找一个数,设它为148,即10010100(2),将两者按位与运算:

00101011(2)&10010100(2)

00000000(2)

c语言源代码:

(2)取一个数中某些指定位

若有一个整数a(2byte),想要取其中的低字节,只需要将a与8个1按位与即可。

a 00101100 10101100

b 00000000 11111111

c 00000000 10101100

(3)保留指定位:

与一个数进行“按位与”运算,此数在该位取1.

例如:有一数84,即01010100(2),想把其中从左边算起的第3,4,5,7,8位保留下来,运算如下:

01010100(2)

&00111011(2)

00010000(2)

即:a=84,b=59

c=a&b=16

c语言源代码:

2、“按位或”运算符(|)

两个相应的二进制位中只要有一个为1,该位的结果值为1。借用逻辑学中或运算的话来说就是,一真为真。

例如:60(8)|17(8),将八进制60与八进制17进行按位或运算。

00110000|00001111

00111111

c语言源代码:

应用:按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为1。例如:如果想使一个数a的低4位改为1,则只需要将a与17(8)进行按位或运算即可。

3、“异或”运算符(^)

他的规则是:若参加运算的两个二进制位值相同则为0,否则为1

即0∧0=0,0∧1=1,1∧0=1, 1∧1=0。

*例:*

00111001 ∧ 00101010

00010011

c语言源代码:

应用:

(1)使特定位翻转

设有数01111010(2),想使其低4位翻转,即1变0,0变1.可以将其与00001111(2)进行“异或”运算,即:

01111010^00001111

01110101

运算结果的低4位正好是原数低4位的翻转。可见,要使哪几位翻转就将与其进行∧运算的该几位置为1即可。

(2)与0相“异或”,保留原值

例如:012^00=012

00001010^00000000

00001010

因为原数中的1与0进行异或运算得1,0^0得0,故保留原数。

(3)交换两个值,不用临时变量

例如:a=3,即11(2);b=4,即100(2)。

想将a和b的值互换,可以用以下赋值语句实现:

a=a∧b;

b=b∧a;

a=a∧b;

a=011(2)

(∧)b=100(2)

a=111(2)(a∧b的结果,a已变成7)

(∧)b=100(2)

b=011(2)(b∧a的结果,b已变成3)

(∧)a=111(2)

a=100(2)(a∧b的结果,a已变成4)

等效于以下两步:

① 执行前两个赋值语句:“a=a∧b;”和“b=b∧a;”相当于b=b∧(a∧b)。

② 再执行第三个赋值语句:a=a∧b。由于a的值等于(a∧b),b的值等于(b∧a∧b),

因此,相当于a=a∧b∧b∧a∧b,即a的值等于a∧a∧b∧b∧b,等于b。很神奇吧!

c语言源代码:

4、“取反”运算符(~)

他是一元运算符,用于求整数的二进制反码,即分别将操作数各二进制位上的1变为0,0变为1。

例如:~77(8)

源代码:

5、左移运算符(<<)

左移运算符是用来将一个数的各二进制位左移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负值),其右边空出的位用0填补,高位左移溢出则舍弃该高位。

例如:将a的二进制数左移2位,右边空出的位补0,左边溢出的位舍弃。若a=15,即00001111(2),左移2位得00111100(2)。

源代码:

左移1位相当于该数乘以2,左移2位相当于该数乘以2*2=4,15<<2=60,即乘了4。但此结论只适用于该数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况。

假设以一个字节(8位)存一个整数,若a为无符号整型变量,则a=64时,左移一位时溢出的是0,而左移2位时,溢出的高位中包含1。

6、右移运算符(>>)

右移运算符是用来将一个数的各二进制位右移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负值),移到右端的低位被舍弃,对于无符号数,高位补0。对于有符号数,某些机器将对左边空出的部分用符号位填补(即“算术移位”),而另一些机器则对左边空出的部分用0填补(即“逻辑移位”)。

注意:

对无符号数,右移时左边高位移入0;对于有符号的值,如果原来符号位为0(该数为正),则左边也是移入0。如果符号位原来为1(即负数),则左边移入0还是1,要取决于所用的计算机系统。有的系统移入0,有的系统移入1。移入0的称为“逻辑移位”,即简单移位;移入1的称为“算术移位”。

例:a的值是八进制数113755:

a:1001011111101101 (用二进制形式表示)

a>>1: 0100101111110110 (逻辑右移时)

a>>1: 1100101111110110 (算术右移时)

在有些系统中,a>>1得八进制数045766,而在另一些系统上可能得到的是145766。Turbo C和其他一些C编译采用的是算术右移,即对有符号数右移时,如果符号位原来为1,左面移入高位的是1。

源代码:

7、位运算赋值运算符

位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符。

例如: &=, |=, >>=, <<=, ∧=

例:a & = b相当于 a = a & b

a << =2相当于a = a << 2

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