轻松搞定Java位运算

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我们日常开发中为运算使用的并不多，但如果能巧妙的使用位运算可以减少运行开销和优化算法，通过Java的源码可知，如HashMap。

单位换算

1. bit：位
   一个二进制数据0或1，是1bit；
2. byte：字节
   1 byte = 8 bit , 存储空间的基本计量单位
3. 一个英文字符占一个字节；
   1 字母 = 1 byte = 8 bit
4. 一个汉字占2个字节；
   1 汉字 = 2 byte = 16 bit

支持的数据类型

首先明确一点，Java中的位运算是针对整型的数据类型进行运算的，所以操作数必须是一下五种之一。

数据类型	所占位数（bit）
byte	8
short	16
int	32
long	64
char	16

数据存储方式

计算机中存储的数据最终是以二进制存储，如int类型的十进制数字10表示为32bit的二进制：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

位运算符

运算符	意义
&	按位与
|	按位或
~	按位非
^	按位异或
<<	左移
>>	右移
<<<	无符号右移

按位与&

操作	十进制	二进制
操作数1	3	0 0 1 1
操作数2	5	0 1 0 1
& 后结果	1	0 0 0 1

总结：对应位同为1时，才为1，否则全为0（对应位只要有0，全为0，否则为1）。

另外：你可以把1理解为true,把0理解为false, true和false进行与（&）时，必须同为true时结果才为true.

按位或 |

操作	十进制	二进制
操作数1	3	0 0 1 1
操作数2	5	0 1 0 1
| 后结果	7	0 1 1 1

总结：对应位只要有1时，即为1，否则全为0（对应位只有全是0时，结果才是0，否则为1）。

另外：你可以把1理解为true,把0理解为false, true和false进行或（|）时，只要有true,结果即为true。

按位非~

操作	十进制	二进制
操作数1	3	0 0 1 1
~ 后结果	-4	1 1 0 0

总结：对每位进行取反。

~x = -(x + 1)

按位异或 ^

操作	十进制	二进制
操作数1	3	0 0 1 1
操作数2	5	0 1 0 1
^ 后结果	6	0 1 1 0

总结：只要对应为不同即为1

左移<< 和 右移 >>

通过下面的图更加直观：

• 左移总结

m<<n即在数字没有溢出的前提下，对于正数和负数，左移n位都相当于m乘以2的n次方。

溢出情况举例：5<<29，相当于 （2^2 + 1） * 2^29 ，这个结果显然大于正数的最大值 2^31-1，所以得出的是个负数。

• 右移总结

m>>n即相当于m除以2的n次方，得到的为整数时，即为结果。如果结果为小数，此时会出现两种情况：

1. 如果m为正数，得到的商会无条件 的舍弃小数位；
2. 如果m为负数，舍弃小数部分，然后把整数部分加+1得到位移后的值。

无符号右移 >>>

无符号右移>>> 与 右移>> 的区别就是无论操作数是正数还是负数，高位都是补0。

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