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java 位操作

java 位操作

作者: staconfree | 来源:发表于2018-05-29 17:59 被阅读18次

    问题起源

    int有几位?hashmap内部进行hash算法的时候,对高16位和低16位如何处理?

    分析

    带着这个问题,又重新看了一下hashmap的源码。
    下面是,jdk1.8里面hashmap的hash算法

        static final int hash(Object key) {
            int h;
            return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
        }
    

    这段代码中包含了几个基础的知识,大学的时候学过,工作中极少用到,所以印象已经不是很深刻了:

    • int 字符
    • 位移运算符 >>>
    • 异或表达式 ^

    解答

    为了加深认识,使用如下代码进行验证

        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(Integer.MIN_VALUE);
            System.out.println(Integer.MAX_VALUE);
            System.out.println(Math.pow(2,31)-1);
            int h = 2147483640;
            int high = h>>>16;
            System.out.println("h的值:"+h);
            System.out.println("h高16位的值:"+high);
            System.out.println("h负值的二进制:"+Integer.toBinaryString((-1)*h));
            System.out.println("h的二进制:"+Integer.toBinaryString(h));
            System.out.println("h高16位的二进制:"+Integer.toBinaryString(high));
            System.out.println("h跟高16位进行异或运算,相当于h的低16位跟高16位异或之后作为h的低16位:"+Integer.toBinaryString(h^high));
    //        System.out.println(Integer.toBinaryString(h&high));
    //        System.out.println(Integer.toBinaryString(h|high));
    //        System.out.println(Integer.toBinaryString(h^0));
            System.out.println("-1的二进制:"+Integer.toBinaryString(-1));
            System.out.println("-2的二进制:"+Integer.toBinaryString(-2));
            System.out.println("-2147483648的二进制:"+Integer.toBinaryString(-2147483648));
        }
    

    运行结果如下:

    -2147483648
    2147483647
    2.147483647E9
    h的值:2147483640
    h高16位的值:32767
    h负值的二进制:10000000000000000000000000001000
    h的二进制:1111111111111111111111111111000
    h高16位的二进制:111111111111111
    h跟高16位进行异或运算,相当于h的低16位跟高16位异或之后作为h的低16位:1111111111111111000000000000111
    -1的二进制:11111111111111111111111111111111
    -2的二进制:11111111111111111111111111111110
    -2147483648的二进制:10000000000000000000000000000000
    

    从上可以得出以下结论:

    • 1、int是32位,从左开始的第一位是符号位,0代表正数,1代表负数。这样二进制表示正数的时候,最多是31位,所以int最大值是个奇数。而负数一定是32位且第一位是1,并且-1是32位1,为什么是这样?可以这样理解,-1+1=0,所以32位1加1后刚好变成32位0等于0,负数最大值是1接31位0,一定是个偶数,因为如果要变成0,需要加上(31位1+1)。
    • 2、位移运算符,>>> 等同于 >> ,如 >>16 代表往右移16位,相当于舍弃了低16位,同理 <<16 代表往左移16位,相当于舍弃了高16位,当然位移操作是不会改变原值的。(位移还可以这么理解:>>1,往右移动一位,我们知道十进制往右移动一位相当于除以10,那二进制往右移动一位就相当于除以2,同理>>3,往右移动3位,相当于除以8,以此类推
    • 3、异或(^)操作,按位对比,相同的得0,不同的得1(异或可以这么理解,有差异的用或运算,所以0,1或者1,0或运算都是1),最终的长度跟最长的数字一样长。另外或运算(|)是有1得1,最终长度也是跟最长的数字一样。与运算(&)是有0得0,最终长度跟最短的数字一样长。注意,不管哪种运算,都不能将高位补0补到32位再去运算,高位为0的位就相当于空,不参与运算。

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