| 修订记录 | 版本 | 是否发布 |
|---|---|---|
| 2020-09-23 | v1.0 | 是 |
一、Java &、&&、|、||、^、<<、>>、~、>>>等运算符
*Java运算符大致分为逻辑运算符(&&,||,！)、算数运算符（+, -, , / ,+=）、位运算符（^,|,&）、其他运算符（三元运算符）
&（按位与）
位运算符
&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
3的二进制位是0000 0011 ， 5的二进制位是0000 0101 ， 那么就是011 & 101，由按位与运算规则得知，001 & 101等于0000 0001，最终值为1
7的二进制位是0000 0111，那就是111 & 101等于101，也就是0000 0101，故值为5
&&（逻辑与）
逻辑运算符
&&逻辑与也称为短路逻辑与，先运算&&左边的表达式，一旦为假，后续不管多少表达式，均不再计算，一个为真，再计算右边的表达式，两个为真才为真。
|（按位或）
位运算符
|按位或和&按位与计算方式都是转换二进制再计算，不同的是运算规则(一个为真即为真)1|0 = 1 , 1|1 = 1 , 0|0 = 0 , 0|1 = 1
6的二进制位0000 0110 , 2的二进制位0000 0010 , 110|010为110，最终值0000 0110，故6|2等于6
||（逻辑或）
逻辑运算符
逻辑或||的运算规则是一个为真即为真，后续不再计算，一个为假再计算右边的表达式。
^（异或运算符）
位运算符
^异或运算符顾名思义，异就是不同，其运算规则为1^0 = 1 , 1^1 = 0 , 0^1 = 1 , 0^0 = 0
5的二进制位是0000 0101 ， 9的二进制位是0000 1001，也就是0101 ^ 1001,结果为1100 , 00001100的十进制位是12
<<（左移运算符）
位运算符
5<<2的意思为5的二进制位往左挪两位，右边补0，5的二进制位是0000 0101 ， 就是把有效值101往左挪两位就是0001 0100 ，正数左边第一位补0，负数补1，等于乘于2的n次方，十进制位是20
>>（右移运算符）
位运算符
凡位运算符都是把值先转换成二进制再进行后续的处理，5的二进制位是0000 0101，右移两位就是把101左移后为0000 0001，正数左边第一位补0，负数补1，等于除于2的n次方，结果为1
~（取反运算符）
位运算符
取反就是1为0,0为1,5的二进制位是0000 0101，取反后为1111 1010，值为-6
>>>（无符号右移运算符）
正数无符号右移
无符号右移运算符和右移运算符的主要区别在于负数的计算，因为无符号右移是高位补0，移多少位补多少个0。
15的二进制位是0000 1111 ， 右移2位0000 0011，结果为3
负数无符号右移
-6的二进制是6的二进制取反再加1,6的二进制也就是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110，取反后加1为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010，右移三位0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
二、图解 Java 位运算
1. 原码、反码、补码的转换
(1) 正数的原码、反码、补码相同
(2) 负数的原码、反码、补码转换如下图所示
需要说明的是，在计算机中，数字是以补码的形式存在的，计算也是用补码来进行计算，计算后的结果也是补码
2. 位运算
(1) & : 按位与
5 & 9 = 1
(2) | : 按位或
(3) ^ : 按位异或
5 ^ 9 = 12
(4) ~ : 按位非
~5 = -6
(5) << : 左移
5 << 2 = 20
-5 << 2 = -20
(6) >> : 右移
-5 >> 2 = -2
(7) >>> : 无符号右移
-5 >>> 2 = 1073741822
3. 注意
- 对于低于 int 类型(如byte、short和char)的操作数总是先自动转换为int类型后再移位
- 对于 int 类型的整数移位 a >> b, 当 b>32 时，系统先用 b 对 32 求余(因为 int 是 32 位)，得到的结果才是真正移位的位数，例如，a >> 33 和 a >> 1 的结果相同，而 a >> 32 = a
- 对于 long 类型的整数移位 a >> b, 当 b>64 时，系统先用 b 对 64 求余(因为 long 是 64 位)，得到的结果才是真正移位的位数
- 当进行移位运算时，只要被移位的二进制码没有发生有效位的数字丢失(对于正数而言，通常指被移出去的位全部是 0)，不难发现左移 n 位就相当于乘以 2 的 n 次方，右移 n 位则是除以 2 的 n 次方
- 进行移位运算不会改变操作数本身，只是得到了一个新的运算结果