Java中的位运算符号详解（&、|、^、~、＜＜、＞＞、＞＞＞）

小鱼儿 2024-04-21 19:04 36阅读 0赞

##### 1. 位运算符号概览 #####

<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>|</td> 
   <td>或</td> 
   <td>两个位都为0时，结果才为0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>^</td> 
   <td>异或</td> 
   <td>两个位相同为0，不同为1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>~</td> 
   <td>取反</td> 
   <td>所有位置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>带符号右移</td> 
   <td>各二进位全部右移若干位，低位丢弃，高位补为符号位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&gt;&gt;&gt;</td> 
   <td>无符号右移</td> 
   <td>各二进位全部右移若干位，低位丢弃，高位补0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

还有两个符号，并不是位运算符，但是容易与位运算符混淆，后面将与其相似的位运算符进行一并讲解：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>符号</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>运算规则</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>&amp;&amp;</td> 
   <td>逻辑与</td> 
   <td>左右表达式均为true时，运算最终结果才为true</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>||</td> 
   <td>逻辑非</td> 
   <td>左右表达式只要有一个为true，运算最终结果就为true</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

##### 2. 一个工具 #####

下面的函数可以帮助我们打印Java中int整型的在底层的32位信息，后面可以使用该工具对程序进行调试：

public static void print(int num) {
        
        for (int i = 31; i >= 0; i--) {
        
            System.out.print((num & (1 << i)) == 0 ? "0" : "1");
        }
        System.out.println();
    }
    
    // print(1);  -->  00000000000000000000000000000001
    // print(-1); -->  11111111111111111111111111111111
    // print(Integer.MAX_VALUE);  -->  01111111111111111111111111111111
    // print(Integer.MAX_VALUE);  -->  10000000000000000000000000000000

下面开始对每个符号进行介绍。

##### 3. 按位与（&）、逻辑与（&&） #####

**按位与**（&）的具体运算规则为：

1 & 1 = 1		1 & 0 = 0		0 & 1 = 0		0 & 0 = 0

// 举例:
    print(123);		// 00000000000000000000000001111011
    print(321);		// 00000000000000000000000101000001
    print(a & b);	// 00000000000000000000000001000001
    
    // 任何数与0相与都等于0
    // 任何数与自己相与都等于自己

在Java中，（&）不仅可以作为位运算符号，同样也可以作为逻辑与符号，

要注意：（&&）并不是位运算符号，不可以参与位运算！

`逻辑与（&）、逻辑与（&&）`的具体运算规则为：

true & true = true			true & false = false		
    false & true = false		false & false = false	
    
    true && true = true			true && false = false		
    false && true = false		false && false = false

两者的区别在于：

**逻辑与**（&）在运算时，不论（&）前面的表达式的结果是否为false，（&）后面的表达式都会执行运算；

而**逻辑与**（&&）在运算时，如果（&&）前面的表达式的结果为false，则（&&）后面的表达式就不会执行运算。

##### 4.按位或（|）、逻辑或（||） #####

**按位与**（&）的具体运算规则为：

1 | 1 = 1		1 | 0 = 1		0 | 1 = 1		0 | 0 = 0

// 举例:
    print(123);		// 00000000000000000000000001111011
    print(321);		// 00000000000000000000000101000001
    print(a | b);	// 00000000000000000000000101111011
    
    // 任何数与0相或都等于自身
    // 任何数与自己相或都等于自己

在Java中，（|）不仅可以作为位运算符号，同样也可以作为逻辑与符号。

要注意：（||）并不是位运算符号，不可以参与位运算！

`逻辑或（|）、逻辑或（||）`的具体运算规则为：

true | true = true			true | false = true		
    false | true = true			false | false = false	
    
    true || true = true			true || false = true		
    false || true = true		false || false = false

两者的区别在于：

**逻辑或**（|）在运算时，不论（|）前面的表达式的结果是否为true，（|）后面的表达式都会执行运算；

而**逻辑或**（||）在运算时，如果（||）前面的表达式的结果为true，则（||）后面的表达式就不会执行运算。

##### 5. 异或（^） #####

\*\*异或（^）\*\*的具体运算规则为：

1 ^ 1 = 0		1 ^ 0 = 1		0 ^ 1 = 1		0 ^ 0 = 0	
    // 即相同为0，不同为1

// 举例:
    print(123);		// 00000000000000000000000001111011
    print(321);		// 00000000000000000000000101000001
    print(a ^ b);	// 00000000000000000000000100111010
    
    // 任何数与0异或都等于自身
    // 任何数与自己异或都为0

##### 6. 取反（~） #####

**取反**（~）的具体运算规则为：

~1 = 0		~0 = 1

// 举例:
    print(123);		// 00000000000000000000000001111011
    print(~a);		// 11111111111111111111111110000100
    // 符号位也取反

**取反**（~）可以用来求相反数：

// 一个32整数，取反再+1，就是该数的相反数，效果等同于加负号（-）
    int a = 123;
    System.out.println(a);		// 123
    System.out.println(~a+1);	// -123

说明：

由于Java中int类型的整数范围为− 2 31 ∼ 2 31 − 1 -2\{31\}\\sim2\{31\}-1−231∼231−1，负数的个数比正数多一个，这样就导致，所有的正数都有相应的负的相反数，但是并不是所有的负数都有正的相反数：

a = Integer.MIN_VALUE;
    System.out.println(a);		// -2147483648
    print(a);					// 10000000000000000000000000000000
    System.out.println(~a+1);	// -2147483648
    print(~a + 1);				// 10000000000000000000000000000000
    // Java中int整数最小值的相反数还是其自身
    // 如果一定需要对int整数最小值求相反数，请将int类型换为long类型

##### 7. 左移（<<） #####

左移表示的是某数的各二进位全部左移若干位，高位丢弃，低位补0

// 举例:
    print(123);			// 00000000000000000000000001111011
    print(123 << 1);	// 00000000000000000000000011110110	
    // 整体左移1位，高位丢弃，低位补0

应用：

// 左移1位相当于在原数的基础上乘以2
    System.out.println(123);	// 123
    System.out.println(123<<1);	// 246
    // 左移2位相当于在原数的基础上乘以4
    System.out.println(2);		// 2
    System.out.println(2<<2);	// 8
    // 左移3位、4位...以此类推

##### 8. 带符号右移（>>）、无符号右移（>>>） #####

**带符号右移**（>>）指的是各二进位全部右移若干位，低位丢弃，高位补为符号位

**无符号右移**（>>>）指的是各二进位全部右移若干位，低位丢弃，高位补0

int a = 123;	
    print(a);		// 00000000000000000000000001111011
    print(a>>2);	// 00000000000000000000000000011110
    print(a>>>2);	// 00000000000000000000000000011110
    
    int b = -123;
    print(b);		// 11111111111111111111111110000101
    print(b>>2);	// 11111111111111111111111111100001
    print(b>>>2);	// 00111111111111111111111111100001
    
    // 区别就在于:一个高位用符号位补，一个高位用0补

##### 9. Java中没有（<<<）符号！！！ #####