Java位操作技巧

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2023-10-05 00:59 21阅读 0赞

// 1. 获得int型最大值
    System.out.println((1 << 31) - 1);// 2147483647， 由于优先级关系，括号不可省略
    System.out.println(~(1 << 31));// 2147483647
    
    // 2. 获得int型最小值
    System.out.println(1 << 31);
    System.out.println(1 << -1);
    
    // 3. 获得long类型的最大值
    System.out.println(((long)1 << 127) - 1);
    
    // 4. 乘以2运算
    System.out.println(10<<1);
    
    // 5. 除以2运算(负奇数的运算不可用)
    System.out.println(10>>1);
    
    // 6. 乘以2的m次方
    System.out.println(10<<2);
    
    // 7. 除以2的m次方
    System.out.println(16>>2);
    
    // 8. 判断一个数的奇偶性
    System.out.println((10 & 1) == 1);
    System.out.println((9 & 1) == 1);
    
    // 9. 不用临时变量交换两个数（面试常考）
    a ^= b;
    b ^= a;
    a ^= b;
    
    // 10. 取绝对值（某些机器上，效率比n>0 ? n:-n 高）
    int n = -1;
    System.out.println((n ^ (n >> 31)) - (n >> 31));
    /* n>>31 取得n的符号，若n为正数，n>>31等于0，若n为负数，n>>31等于-1
    若n为正数 n^0-0数不变，若n为负数n^-1 需要计算n和-1的补码，异或后再取补码，
    结果n变号并且绝对值减1，再减去-1就是绝对值 */
    
    // 11. 取两个数的最大值（某些机器上，效率比a>b ? a:b高）
    System.out.println(b&((a-b)>>31) | a&(~(a-b)>>31));
    
    // 12. 取两个数的最小值（某些机器上，效率比a>b ? b:a高）
    System.out.println(a&((a-b)>>31) | b&(~(a-b)>>31));
    
    // 13. 判断符号是否相同(true 表示 x和y有相同的符号， false表示x，y有相反的符号。)
    System.out.println((a ^ b) > 0);
    
    // 14. 计算2的n次方 n > 0
    System.out.println(2<<(n-1));
    
    // 15. 判断一个数n是不是2的幂
    System.out.println((n & (n - 1)) == 0);
    /*如果是2的幂，n一定是100... n-1就是1111....
    所以做与运算结果为0*/
    
    // 16. 求两个整数的平均值
    System.out.println((a+b) >> 1);
    
    // 17. 从低位到高位,取n的第m位
    int m = 2;
    System.out.println((n >> (m-1)) & 1);
    
    // 18. 从低位到高位.将n的第m位置为1
    System.out.println(n | (1<<(m-1)));
    /*将1左移m-1位找到第m位，得到000...1...000
    n在和这个数做或运算*/
    
    // 19. 从低位到高位,将n的第m位置为0
    System.out.println(n & ~(0<<(m-1)));
    /* 将1左移m-1位找到第m位，取反后变成111...0...1111
    n再和这个数做与运算*/

在计算机中所有数据都是以二进制的形式储存的。位运算其实就是直接对在内存中的二进制数据进行操作，因此处理数据的速度非常快。

### 位操作基础 ###

基本的位操作符有与、或、异或、取反、左移、右移这6种，它们的运算规则如下所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>符号</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>运算规则</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>&amp;</td> 
   <td>与</td> 
   <td>两个位都为 1 时，结果才为 1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>I</td> 
   <td>或</td> 
   <td>两个位都是 0 时，结果才为 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>^</td> 
   <td>异或</td> 
   <td>两个位相同时为 0，相异为 1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>~</td> 
   <td>取反</td> 
   <td>0 变 1，1 变 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&lt;&lt;</td> 
   <td>左移</td> 
   <td>各二进位全部左移若干位，高位丢弃，低位补 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&gt;&gt;</td> 
   <td>右移</td> 
   <td>各二进位全部右移若干位，对无符号数，高位补 0，有符号数，各编译器处理方法不一样，有的补符号位(算术右移)，有的补 0 (逻辑右移)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

注意以下几点:

*  在这6种操作符，只有 `~` 取反是单目操作符，其它5种都是双目操作符。
 *  位操作只能用于整形数据，对 `float` 和 `double` 类型进行位操作会被编译器报错。
 *  位操作符的运算优先级比较低，因为尽量使用括号来确保运算顺序，否则很可能会得到莫明其妙的结果。比如要得到像 1，3，5，9 这些 2^i+1 的数字。写成 `int a = 1 << i + 1;` 是不对的，程序会先执行 `i + 1`，再执行左移操作。应该写成 `int a = (1 << i) + 1;`
 *  另外位操作还有一些复合操作符，如 &=、|=、 ^=、<<=、>>=

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