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Java中的位運(yùn)算符號(hào)解讀（&、|、^、~、＜＜、＞＞、＞＞＞）

更新時(shí)間：2023年08月21日 16:36:42 作者：羽觴醉月11

這篇文章主要介紹了Java中的位運(yùn)算符號(hào)（&、|、^、~、＜＜、＞＞、＞＞＞）,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

1. 位運(yùn)算符號(hào)概覽

符號(hào)	描述	運(yùn)算規(guī)則
&	與	兩個(gè)位都為1時(shí)，結(jié)果才為1
\|	或	兩個(gè)位都為0時(shí)，結(jié)果才為0
^	異或	兩個(gè)位相同為0，不同為1
~	取反	所有位置0變1，1變0
<<	左移	各二進(jìn)位全部左移若干位，高位丟棄，低位補(bǔ)0
>>	帶符號(hào)右移	各二進(jìn)位全部右移若干位，低位丟棄，高位補(bǔ)為符號(hào)位
>>>	無(wú)符號(hào)右移	各二進(jìn)位全部右移若干位，低位丟棄，高位補(bǔ)0

還有兩個(gè)符號(hào)，并不是位運(yùn)算符，但是容易與位運(yùn)算符混淆，后面將與其相似的位運(yùn)算符進(jìn)行一并講解：

符號(hào)	描述	運(yùn)算規(guī)則
&&	邏輯與	左右表達(dá)式均為true時(shí)，運(yùn)算最終結(jié)果才為true
\|\|	邏輯非	左右表達(dá)式只要有一個(gè)為true，運(yùn)算最終結(jié)果就為true

2. 一個(gè)工具

下面的函數(shù)可以幫助我們打印Java中int整型的在底層的32位信息，后面可以使用該工具對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試：

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

下面開(kāi)始對(duì)每個(gè)符號(hào)進(jìn)行介紹。

3. 按位與（&）、邏輯與（&&）

**按位與（&）**的具體運(yùn)算規(guī)則為：

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

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(321);		// 00000000000000000000000101000001
print(a & b);	// 00000000000000000000000001000001
// 任何數(shù)與0相與都等于0
// 任何數(shù)與自己相與都等于自己

在Java中，（&）不僅可以作為位運(yùn)算符號(hào)，同樣也可以作為邏輯與符號(hào)，

要注意：（&&）并不是位運(yùn)算符號(hào)，不可以參與位運(yùn)算！

**邏輯與（&）、邏輯與（&&）**的具體運(yùn)算規(guī)則為：

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

兩者的區(qū)別在于：

**邏輯與（&）**在運(yùn)算時(shí)，不論（&）前面的表達(dá)式的結(jié)果是否為false，（&）后面的表達(dá)式都會(huì)執(zhí)行運(yùn)算；

而**邏輯與（&&）**在運(yùn)算時(shí)，如果（&&）前面的表達(dá)式的結(jié)果為false，則（&&）后面的表達(dá)式就不會(huì)執(zhí)行運(yùn)算。

4.按位或（|）、邏輯或（||）

**按位與（&）**的具體運(yùn)算規(guī)則為：

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

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(321);		// 00000000000000000000000101000001
print(a | b);	// 00000000000000000000000101111011
// 任何數(shù)與0相或都等于自身
// 任何數(shù)與自己相或都等于自己

在Java中，（|）不僅可以作為位運(yùn)算符號(hào)，同樣也可以作為邏輯與符號(hào)。

要注意：（||）并不是位運(yùn)算符號(hào)，不可以參與位運(yùn)算！

**邏輯或（|）、邏輯或（||）**的具體運(yùn)算規(guī)則為：

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

兩者的區(qū)別在于：

**邏輯或（|）**在運(yùn)算時(shí)，不論（|）前面的表達(dá)式的結(jié)果是否為true，（|）后面的表達(dá)式都會(huì)執(zhí)行運(yùn)算；

而**邏輯或（||）**在運(yùn)算時(shí)，如果（||）前面的表達(dá)式的結(jié)果為true，則（||）后面的表達(dá)式就不會(huì)執(zhí)行運(yùn)算。

5. 異或（^）

**異或（^）**的具體運(yùn)算規(guī)則為：

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

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(321);		// 00000000000000000000000101000001
print(a ^ b);	// 00000000000000000000000100111010
// 任何數(shù)與0異或都等于自身
// 任何數(shù)與自己異或都為0

6. 取反（~）

**取反（~）**的具體運(yùn)算規(guī)則為：

~1 = 0 ~0 = 1

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(~a);		// 11111111111111111111111110000100
// 符號(hào)位也取反

**取反（~）**可以用來(lái)求相反數(shù)：

// 一個(gè)32整數(shù)，取反再+1，就是該數(shù)的相反數(shù)，效果等同于加負(fù)號(hào)（-）
int a = 123;
System.out.println(a);		// 123
System.out.println(~a+1);	// -123

說(shuō)明：

由于Java中int類型的整數(shù)范圍為 − 2 31 ∼ 2 31 − 1 -2^{31}\sim2^{31}-1 −231∼231−1，負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)比正數(shù)多一個(gè)，這樣就導(dǎo)致，所有的正數(shù)都有相應(yīng)的負(fù)的相反數(shù)，但是并不是所有的負(fù)數(shù)都有正的相反數(shù)：

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整數(shù)最小值的相反數(shù)還是其自身
// 如果一定需要對(duì)int整數(shù)最小值求相反數(shù)，請(qǐng)將int類型換為long類型

7. 左移（<<）

左移表示的是某數(shù)的各二進(jìn)位全部左移若干位，高位丟棄，低位補(bǔ)0

// 舉例:
print(123);			// 00000000000000000000000001111011
print(123 << 1);	// 00000000000000000000000011110110	
// 整體左移1位，高位丟棄，低位補(bǔ)0

應(yīng)用：

// 左移1位相當(dāng)于在原數(shù)的基礎(chǔ)上乘以2
System.out.println(123);	// 123
System.out.println(123<<1);	// 246
// 左移2位相當(dāng)于在原數(shù)的基礎(chǔ)上乘以4
System.out.println(2);		// 2
System.out.println(2<<2);	// 8
// 左移3位、4位...以此類推

8. 帶符號(hào)右移（>>）、無(wú)符號(hào)右移（>>>）

**帶符號(hào)右移（>>）**指的是各二進(jìn)位全部右移若干位，低位丟棄，高位補(bǔ)為符號(hào)位

**無(wú)符號(hào)右移（>>>）**指的是各二進(jìn)位全部右移若干位，低位丟棄，高位補(bǔ)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
// 區(qū)別就在于:一個(gè)高位用符號(hào)位補(bǔ)，一個(gè)高位用0補(bǔ)

Java中沒(méi)有（<<<）符號(hào)?。?！