首先是关于原码，反码，补码的规则的掌握
- 二进制的最高位是符号位：0表示正数，1表示负数（口诀：0->0 1-> -）
- 正数的原码，反码，补码都一样（三码合一）
- 负数的反码=它的原码符号位不变，其他位取反（0->1 , 1->0）
- 负数的补码=它的反码+1，负数的反码=负数的补码-1
- 0的反码，补码都是0
- java没有无符号数，换言之，java中的数都是有符号的。
- 在计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的。
- 当我们看运算结果的时候，要看他的原码
下面我们就来看java中的位运算符
java中有七个位运算符(&、|、^、~、>>、<<和>>>)
首先先看前四个它们的运算规则：
- 按位与&：两位全为1，结果为1，否则为0
- 按位或|：两位有一个为1，结果为1，否则为0
- 按位异或^：两位有一个为1，有一个为0，结果为1，否则为0
- 按位取反~：0->1，1->0
下面我们通过一个具体的例子，来理解位运算：
public class BitOperator { public static void main(String[] args) { //推导过程 //1. 先得到2的补码，只有先得到 2的原码=>00000000 00000000 00000000 00000010 因为符号位最高位为0，表示是正数(三码合一 所以2的补码跟原码一样) // 2的补码：00000000 00000000 00000000 00000010 //2. 3的原码=>00000000 00000000 00000000 00000011 // 3的补码=>00000000 00000000 00000000 00000011 //3. 进行位运算，按位与&(运算规则：两位全为1，结果为1，否则为0) // 2的补码：00000000 00000000 00000000 00000010 // 3的补码：00000000 00000000 00000000 00000011 // 按位与&后的补码为：00000000 00000000 00000000 00000010 //因为运算后的补码的符号位为正数(三码合一)，所以原码也是：00000000 00000000 00000000 00000010 (二进制转十进制结果为2,所以输出结果为2) System.out.println(2&3); //输出结果为2 //推导 //1.先得到-2的原码： 10000000 00000000 00000000 00000010 //2.得到-2的反码：11111111 11111111 11111111 11111101 //3.得到-2的补码才能进行运算：11111111 11111111 11111111 11111110 //4.~按位取反~：0->1，1->0 :00000000 00000000 00000000 00000001 这是运算后的补码 //5.看结果的话，看运算后补码对应的原码：运算后的补码的最高位为0 为正数，所以运算后的原码就是 //00000000 00000000 00000000 00000001 System.out.println(~-2); //1 //推导 //1.先得到2的原码： 00000000 00000000 00000000 00000010 //2.得到2的补码(正数原码，反码，补码都一样)才能进行运算：00000000 00000000 00000000 00000010 //3.~按位取反~：0->1，1->0 :11111111 11111111 11111111 11111101 这是运算后的补码 //看结果的话，看运算后补码对应的原码：运算后的补码的最高位为1 为负数，所以要先求反码 //4.运算后的反码为:11111111 11111111 11111111 11111100 //5.运算后的原码为：符号位不变，其他位取反 10000000 00000000 00000000 00000011 System.out.println(~2); //-3 //1.2的原码为：00000000 00000000 00000000 00000010 //2.2的补码为：00000000 00000000 00000000 00000010 //3.3的原码为：00000000 00000000 00000000 00000011 //3.3的补码为：00000000 00000000 00000000 00000011 //4.2|3 按位或|：两位有一个为1，结果为1，否则为0 //5.运算后的补码为：00000000 00000000 00000000 00000011 //正数的原码跟补码相等,所以原码为：00000000 00000000 00000000 00000011 System.out.println(2 | 3);//3 //1.2的原码为：00000000 00000000 00000000 00000010 //2.2的补码为：00000000 00000000 00000000 00000010 //3.3的原码为：00000000 00000000 00000000 00000011 //3.3的补码为：00000000 00000000 00000000 00000011 //4.2^3 按位异或^：两位有一个为1，有一个为0，结果为1，否则为0 //运算后的补码为：00000000 00000000 00000000 00000001 //正数的原码跟补码相等,所以原码为：00000000 00000000 00000000 00000001 System.out.println(2 ^ 3); //1 } }
最后看另外三个位运算符的运算规则：
- 算术右移>>：低位溢出，符号位不变，若符号为正，则在高位插入0；若符号为负，则在高位插入1
- 算术左移<<：符号位不变，低位补0
- 逻辑右移也叫无符号右移> > > :低位溢出，高位补0
- 特别说明：没有符号<<<
下面我们通过具体的例子，来理解一下：
//00000000 00000000 00000000 00000001=>00000000 00000000 00000000 00000000 本质1/2/2=0 int a = 1>>2; System.out.println(a); //0 //00000000 00000000 00000000 00000001=>00000000 00000000 00000000 00000100 本质1*2*2=4 int b = 1<<2; System.out.println(b); //4 int c = 4>>3; //同理 4/2/2/2=0 System.out.println(c); //0 //15的二进制为： 00000000 00000000 00000000 00001111 =>向右移两位为：00000000 00000000 00000000 00000011 int d = 15>>2; //同理 15/2/2=3 System.out.println(d); //3 int e = 4<<3; //同理：4*2*2*2=32 System.out.println(e); //32 int a = 1 >> 2; //1算术右移2位 //-1的原码为： 10000000 00000000 00000000 00000001 //-1的反码为： 11111111 11111111 11111111 11111110 //-1的补码为： 11111111 11111111 11111111 11111111 //低位溢出，符号位不变，若符号为正，则在高位插入0；若符号为负，则在高位插入1 //运算后的补码为：11111111 11111111 11111111 11111111 运算后补码的最高位为：1 为负数 所以要先求反码 //反码为(负数的补码-1)：11111111 11111111 11111111 11111110 //运算后的原码为：10000000 00000000 00000000 00000001 所以结果为-1 int b = -1 >> 2; //-1算术右移2位 System.out.println(a); //0 System.out.println(b); //-1 //00000000 00000000 00000000 00000001 //算术左移两位变为： //00000000 00000000 00000000 00000100 int c = 1 << 2; //1算术左移2位 //-1的原码为： 10000000 00000000 00000000 00000001 //-1的反码为： 11111111 11111111 11111111 11111110 //-1的补码为： 11111111 11111111 11111111 11111111 //-1 算术左移2位 //运算后的补码为：11111111 11111111 11111111 11111100 运算后补码的最高位为：1 为负数 所以要先求反码 //反码为(负数的补码-1)：11111111 11111111 11111111 11111011 //运算后的原码为：10000000 00000000 00000000 00000100 所以结果为-4 int d = -1 << 2; //-1 算术左移2位 //00000000 00000000 00000000 00000011 //无符号右移两位变为： //00000000 00000000 00000000 00000000 int e = 3 >>> 2; //3无符号右移2位 System.out.println(c); //4 System.out.println(d); //-4 System.out.println(e); //0
