本文主要介绍 Java 提供的位运算符：左移( << )、右移( >> ) 、无符号右移( >>> ) 、位与( & ) 、位或( | )、位非( ~ )、位异或( ^ )，除了位非( ~ )是一元操作符外，其它的都是二元操作符。

左移( << )

举例将 5 左移 2 位：

package com.xcy;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5<<2); // 运行结果是 20
    }
}

我们来分析一下程序是怎样执行的？
首先会将 5 转为 2 进制表示形式( java 中，整数默认就是 int 类型,也就是 32 位) :

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101           

然后左移 2 位后，低位补 0 ，换算成 10 进制为 20：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100           

右移( >> ) 右移同理

举例将 5 右移 2 位：

System.out.println(5>>2); // 运行结果是 1 

还是先将 5 转为 2 进制表示形式：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 

然后右移 2 位，高位补 0：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

无符号右移( >>> )

在说无符号右移前我们先说一下如何将负数转换为二进制，我们知道在 Java 中 int 类型占 32 位，可以表示一个正数，也可以表示一个负数。正数换算成二进制后的最高位为 0，负数的二进制最高为为 1 。

在计算机中，负数以其正值的补码形式表达。什么叫补码呢？这得从原码，反码说起。

• 原码：一个整数，按照绝对值大小转换成的二进制数，称为原码。

 00000000 00000000 00000000 00000101  // 是 5 的原码。

• 反码：将二进制数按位取反，所得的新二进制数称为原二进制数的反码。
  取反操作指：原为 1，得 0；原为 0，得 1。（ 1 变 0 ; 0 变 1）

    00000000 00000000 00000000 00000101
    11111111 11111111 11111111 11111010

• 补码：反码加 1 称为补码。

 // 也就是说，要得到一个数的补码，先得到反码，然后将反码加上1，所得数称为补码。
 原码：00000000 00000000 00000000 00000101 
 反码：11111111 11111111 11111111 11111010
 补码：11111111 11111111 11111111 11111010 + 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011

所以，-5 在计算机中表达为：11111111 11111111 11111111 11111011 。

举例分别对 5 进行右移 3 位、 -5 进行右移 3 位和无符号右移 3 位：

package com.xcy;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5>>3); // 结果是 0
        System.out.println(-5>>3); // 结果是 -1
        System.out.println(-5>>>3); // 结果是 536870911
    }
}

移位过程：

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101   // 5 换算成二进制 
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000   // 5 右移 3 位后结果为 0，0 的二进制为：    // (用 0 进行补位)

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011  // -5 换算成二进制
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  // -5 右移 3 位后结果为 -1  (用1进行补位)
0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  // -5 无符号右移 3 位后的结果 536870911 换算成二进制： (用0 进行补位)

通过其结果转换成二进制后，我们可以发现，正数右移，高位用 0 补，负数右移，高位用1补，当负数使用无符号右移时，用 0 进行部位(自然而然的，就由负数变成了正数了)
注意：在这里说的是右移，高位补位的情况。正数或者负数左移，低位都是用0补。

位与( & )

package com.xcy;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5 & 3);//结果为1
    }
}

还是老套路，将 2 个操作数和结果都转换为二进制进行比较：

5 转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3 转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

-----------------------------------------------------

1 转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

位与：第一个操作数的的第 n 位于第二个操作数的第 n 位如果都是 1，那么结果的第 n 为也为 1，否则为0。

位或( | )

package com.xcy;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5 | 3);//结果为7
    }
}

将 2 个操作数和结果都转换为二进制进行比较：

5转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

----------------------------------------------------

7转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

位或：第一个操作数的的第 n 位于第二个操作数的第 n 位 只要有一个是 1，那么结果的第 n 为也为 1，否则为 0。

位异或

package com.xcy;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(5 ^ 3);//结果为6
    }
}

5转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

3转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

-----------------------------------------------------

6转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110

位异或：第一个操作数的的第 n 位于第二个操作数的第 n 位 相反，那么结果的第 n 为也为 1，否则为 0。

位非( ~ ) 位非是一元操作符

package com.xcy;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(~5); // 结果为 -6
    }
}

 5转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
------------------------------------------------------
-6转换为二进制：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010

位非：操作数的第 n 位为 1，那么结果的第 n 位为 0，反之。