一、 常见位运算符
| 运算符 | 运算 | 范例 |
|---|---|---|
| << | 左移 | 3 << 2 = 12 -> 3 * 2 * 2 = 12 |
| >> | 右移 | 3 >> 1 = 1 -> 3 / 2 = 1 |
| >>> | 无符号右移 | 3 >>> 1 = -1 -> 3/2 = 1 |
| & | 与运算 | 6 & 3 = 2 |
| | | 或运算 | 6 | 3 = 7 |
| ^ | 异或运算 | 6 ^ 3 = 5 |
| ~ | 取反运算 | ~6 = -7 |
- 位运算是直接对整数的二进制进行的运算
- 没有<<< 无符号左移
二、左移举例
21(十进制整数)
21 << 2 = ?
首先将21转换位二进制
10101 向左移两位，空出位置补0 于是变成了
1010100 转为十进制：1 * 22 + 1 * 24 + 1 * 26 = 84
所以 21 << 2 = 84
总结：每向左移一位相当于在原来数上的基础乘以2，即 21 * 2n，n为向左移位数
举例说明：
10101 = 1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24
-
左移一位实际上为 1 * 21 * (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 )
转换为十进制的乘法即为 21 * 21 = 21 * 2 = 42
等同于1 * 2 * (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 ) => 21 * 2 = 21 * 2 = 42
-
左移两位实际上为 1 * 22 * (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 )
转换为十进制的乘法即为 21 * 22 = 21 * 4 = 84
等同于 1 * 2 * 2 * (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 ) => 21 * 2 * 2 => 21 * 4 = 84
-
左移三位实际上为 1 * 23 * (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 )
转换为十进制的乘法即为 21 * 23 = 21 * 8 = 168
等同于 1 * 2 * 2 *2 * (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 ) => 21 * 2 * 2 * 2=> 21 * 8 = 168
三、右移举例
21(十进制整数)
21 >> 2 = ?
首先将21转换位二进制
10101向右移两位，前方位置补零于是变成了
00101 转为十进制：1 * 20 + 1 * 22= 5
所以 21 >> 2 = 5
总结：每向右移一位相当于在原来数上的基础除以2，即 21 / 2n，n为向右移位数
推导过程：
10101 = 1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24
-
右移一位实际上为 (1 * 21 ) / (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 )
转换为十进制的乘法即为 21 / 21 = 21 / 2 = 10
等同于(1 * 2) / (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 ) => 21 / 2 = 21 / 2 = 10
-
左移两位实际上为 (1 * 22) / (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 )
转换为十进制的乘法即为 21 / 22 = 21 / 4 = 5
等同于 (1 * 2 * 2) / (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 ) => 21 / (2 * 2) => 21 / 4 = 5
-
左移三位实际上为 (1 * 23) / (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 )
转换为十进制的乘法即为 21 / 23 = 21 / 8 = 2
等同于 (1 * 2 * 2 *2) / (1 * 20 + 1 * 22 + 1 * 24 ) => 21 / (2 * 2 * 2)=> 21 / 8 = 2
四、总结
位运算符的效率高于算术运算符。
经典面试题：
最高效的方式计算 2 * 8 ?
答： 2 << 3 或 8 << 1
五、位运算符的细节
| << | 空位补0，被移除的高位丢弃，空缺为补0 |
|---|---|
| >> | 被移位的二进制位是0，右移后，空缺位0；最高位是1，空缺为补1。 |
| >>> | 被移位二进制最高位无论是0或者是1,空缺位都用0补。 |
| & | 二进制位进行&运算，只有 1 & 1时结果是1，否则是0； |
| | | 二进制位进行 | 运算，只有 0 | 0 时结果是0，否则是1； |
| ^ | 相同的二进制位进行^运算，结果是0；1 ^ 1 = 0 ，0 ^ 0 = 0 不相同的二进制位 ^ 运算结果是1。1 ^ 0 = 1 ，0 ^ 1 = 1 |
| ~ | 正数取反，各二进制码按补码各位取反；负数取反，各二进制码按补码各位取反 |
六、其他运算符的举例
6.1 &(与)运算符
12 & 5 = 4
过程
12 => 1100(二进制)
5 => 0101(二进制)
比较过程：
0 & 1 = 0； 0 & 0 = 0 ； 1 & 1 = 1； 1 & 0 = 0
结果为 0100(二进制) => 4 (十进制)
总结：只有当比较双方都为1时，结果才为1，，否则为0
6.2 |(或)运算符
12 | 5 = 4
过程
12 => 1100(二进制)
5 => 0101(二进制)
比较过程：
0 | 1 = 1； 0 & 0 = 0 ； 1 & 1 = 1； 1 & 0 = 1
结果为： 1101(二进制) => 13(十进制)
总结：当比较双方只要有一个为1，那么其值为1，否则为0
6.3 ^(异或)运算符
12 ^ 5 = 4
过程
12 => 1100(二进制)
5 => 0101(二进制)
比较过程：
0 ^ 1 = 1； 0 ^ 0 = 0 ； 1 ^ 1 = 0； 1 ^ 0 = 1
结果为：1001(二进制) => 9 (十进制)
总结：当比较双方都为异(值不同)时，才等于1，否则为0
6.4 ~(取反)运算符
~6 = -1
过程
6 => 0110(二进制)
包括符号位在内的所有数取反
即变为1001 => -7
注意：要将二进制码转换为补码才能进行取反，取反包括符号位
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