位运算 - 基础

一、位逻辑运算

1、与运算: a & b

与运算，对应位都为 1，结果为 1，否则为 0
相当于一般逻辑运算符 and ，把 1 视为 true, 把 0 视为 false

12 & 8 = 8

      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式
 &    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000      -> 十进制 8 的二进制形式
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      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000

2、或运算: a | b

或运算，对应位含有 1，结果为 1，否则为 0
相当于一般逻辑运算符 or ，把 1 视为 true, 把 0 视为 false

12 | 8 = 12

      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式
 |    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000      -> 十进制 8 的二进制形式
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      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100

3、取反运算: ~a

取反运算，对应位为 1，结果为 0，否则为 1
相当于一般逻辑运算符 ! ，把 1 视为 true, 把 0 视为 false

~12 = -13

 ~    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式
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      1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0011

4、异或运算: a ^ b

异或运算，对应位值相同，结果为 0，否则为 1
相当于一般逻辑运算符 equals ，把 1 视为 true, 把 0 视为 false

12 ^ 8 = 4

      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式
 ^    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000      -> 十进制 8 的二进制形式
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      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

二、位移运算

1、左移运算: a << n

左移运算，对应位整体向左移动 n 位，低位补 0, 高位溢出的舍去
相当于乘以 2 的 n 次方

12 << 2 = 48

 << 2     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式
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          0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000

2、右移运算: a >> n

正数右移运算，对应位整体向右移动 n 位，高位补 0, 低位溢出的舍去
相当于除以 2 的 n 次方

12 >> 2 = 3

 >> 2     0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式
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          0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011

负数右移运算，对应位整体向右移动 n 位，高位补 1, 低位溢出的舍去

-12 >> 2 = -3

 >> 2     1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0011      -> 十进制 -12 的二进制形式
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          1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100

3、无符号右移运算: a >>> n

无符号右移运算，对应位整体向右移动 n 位，高位补 0, 低位溢出的舍去
相当于除以 2 的 n 次方

12 >>> 2 = 3

 >>> 2    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式
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          0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011


-12 >>> 2 = 1073741821

 >>> 2    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0011      -> 十进制 -12 的二进制形式
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          0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100

三、极端位移测试

1、左移运算: a << n, n > 32

左移运算，对应位整体向左移动 n 位，低位补 0, 高位溢出的舍去
若 n > 32, 相当于乘以 2 的 n % 32 次方

12 << 27 = 1610612736
12 << 30 = 0
12 << 32 = 12
12 << 33 = 24
12 << 64 = 12
12 << 96 = 12
          0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100      -> 十进制 12 的二进制形式

四、低精度整型位移运算

低精度整数做位移操作会有溢出，因此低精度的数据类型不适合用于位运算

1、byte 无符号右移

byte -32 >>> 1 = -16

2、short 无符号右移

short -128 >>> 1 = -64

附、基本数据类型

基本类型	字节数	位数
byte	1byte	8bit
short	2byte	16bit
int	4byte	32bit
long	8byte	64bit
float	4byte	32bit
double	8byte	64bit
char	2byte	16bit

对于所有的位运算，操作的都是二进制的数据，如果数据为其他进制，会先转换为二进制再做计算

原文来自我的github仓库：https://github.com/BruceOuyang/issuelist/issues/114

已更新到我的个人站点：https://bruce.bugmakers.club