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Java二进制.位运算.位移运算

程序员文章站 2022-05-02 22:03:17
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二进制、位运算、位移运算

思考题

1、请看下面的代码段,回答a,b,c,d,e结果是多少?

public static void main(String []args){

int a=1>>2;

int b=-1>>2;

int c=1<<2;

int d=-1<<2;

int e=3>>>2;

//a,b,c,d,e结果是多少

System.out.println("a="+a);//a=0

System.out.println("b="+b);//b=-1

System.out.println("c="+c);//c=4

System.out.println("d="+d);//d=-4

System.out.println("e="+e);//e=0

}

注:">>"代表算术右移,"<<"代表算术左移,">>>"代表逻辑右移

 

2、请回答在java中,下面的表达式运算的结果是:

~2=?//-3

2&3=?   //2

2|3=?   //3

~-5=?   //4

13&7=?  //5

5|4=?   //5

-3^3=?  //-2

注:"~"代表位取反,"&"代表位与,"|"代表位或,"^"代表位异或

 

二进制--基本概念

二进制是逢2进位的进位制,0、1是基本算符。

    现代的电子计算机技术全部采用的是二进制,因为它只使用0、1两个数字符号,非常简单方便,易于用电子方式实现。计算机内部处理的信息,都是采用二进制数来表示的。二进制(Binary)数用0和1两个数字及其组合来表示任何数。进位规则是“逢2进1”,数字1在不同的位上代表不同的值,按从右至左的次序,这个值以二倍递增。

注:1个字节=8位bit,

bit最高位是符号位如:■□□□□□□□黑色方框为符号位。

符号位0代表正数,1代表负数

 

二进制--原码、反码、补码

对于有符号的而言:

1、二进制的最高位是符号位:0表示正数,1表示负数

2、正数的原码、反码、补码都一样

3、负数的反码=它的原码符号位不变,其它位取反

4、负数的补码=它的反码+1

5、0的反码,补码都是0

6、java没有无符号数,换言之,java中的数都是有符号的

7、在计算机运算的时候,都是以补码的方式来运算的。

 

位运算符和移位运算

java中有4个位运算,分别是“按位与&、按位或|、按位异或^,按位取反~”,它们的运算规则是:

按位与&:两位全为1,结果为1

按位或|:两位有一个为1,结果为1

按位异或^:两位一个为0,一个为1,结果为1

按位取反:0->1,1->0

 

java中有3个移位运算符:

>>、<<算术右移和算术左移,运算规则:

算术右移:低位溢出,符号位不变,并用符号位补溢出的高位

算术左移:符号位不变,低位补0

>>>逻辑右移,运算规则是:低们溢出,高位补0

 

 

计算过程举例

注意:计算机运算的时候,都是以补码的方式来运算的,如果补码计算结果负数,则需要把补码转为原码

1>>2

1的原码
00000000 00000000 00000000 00000001
因为正数的原码、反码、补码都一样
所以1的补码
00000000 00000000 00000000 00000001
算数右移2位结果
00000000 00000000 00000000 00000000
所以1>>2=0 
推导出1>>n(n>1的正整数) 结果都为0
 
-1>>2
-1的原码
10000000 00000000 00000000 00000001
-1的反码
11111111 11111111 11111111 11111110
-1的补码
11111111 11111111 11111111 11111111
算数右移2位结果
11111111 11111111 11111111 11111111
补码->反码 :-1
11111111 11111111 11111111 11111110
反码->原码
10000000 00000000 00000000 00000001
所以-1>>2=-1

推导出-1>>n(n>1的正整数) 结果都为-1

 

3>>>2

3的原码

00000000 00000000 00000000 00000011

因为正数的原码、反码、补码都一样

所以3的补码

00000000 00000000 00000000 00000011

 

>>>逻辑右移2位结果为

00000000 00000000 00000000 00000000
所以3>>>2=0
 
~2
2的原码补码相同
2的补码
00000000 00000000 00000000 00000010
 

按位取反~

11111111 11111111 11111111 11111101
因为第1为是1,为负数,所以要-1,其它位取反得原码结果
-1
11111111 11111111 11111111 11111100
其它位取反
10000000 00000000 00000000 00000011
所以结果为-3
 
 
内容来源于韩顺平对二进制.位运算.位移运算讲解的视频
 
视频地址:
韩顺平.循序渐进学.java.从入门到精通.第20讲-二进制.位运算.位移运算.avi

韩顺平.循序渐进学.java.从入门到精通.第21讲-集合.avi

 http://v.youku.com/v_show/id_XMjE0NTkwMTY0.html?f=5226664&from=y1.2-3.4.24