原码,反码,补码
在说计算方式之前,先说一下计算机中的原码,反码和补码,计算机中存储的二进制都为数据的补码
原码
符号位加上真值的绝对值
代码解读
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+1: 0000 0001
-1: 1000 0001
反码
正数的反码就是其本身,负数的反码实在其原码的基础上,符号位不变,其余部位取反
代码解读
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+1: 0000 0001
-1: 1111 1110
补码
正数的补码是其本身,负数的补码是在原码的基础上,符号位不变,其余各位取反,最好+1(即在反码的基础上+1)
代码解读
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+1: 0000 0001
-1: 1111 1111
java中常见运算符的计算方式
计算机中的计算方式都是二进制计算,下面说的计算方式中,均要把十进制转换为二进制进行计算
& (按位与 &) 两个为真才为真,例如:1 & 1 = 1, 1 & 0 = 0, 0 & 1 = 0, 0 & 0 = 0
3 & 5 = 1
代码解读
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3: 0011
5: 0101
0001 => 1
&& (逻辑与) 两个为真才为真,如果前面的表达式为假,后面的表达式不在参与计算
| (按位或 |)一个为真即为真,例如: 1 | 1 = 1, 1 | 0 = 1, 0 | 1 = 1, 0 | 0 = 0
6 | 2 = 6
代码解读
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6: 0110
2: 0010
0110 => 6
|| (逻辑或) 一个为真即为真,后面的计算不在继续,如果前面的为假,在计算右边的表达式
^ (异或运算符) 不同的即为真,运算规则:1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0, 0 ^ 1 = 1, 0 ^ 0 = 0
5 ^ 9 = 12
代码解读
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5: 0101
9: 1001
1100 => 12
<<(左移运算符) 将对应数字的有效位二进制往左移多少位,右边补0,正数第一位符号位补0,负数第一位符号位补1。在没有溢出的情况下,等于2的n次方。高位移出之后舍弃,低位的空挡补零
5 << 2 = 20
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5: 0000 0101 左移两位: 0001 0100 => 20
>> (右移运算符) 把有效位右移对应个数,在没有溢出的情况下相当于除以2的n次方。低位的移出舍弃,高位的空位补符号位,即正数补0,负数补1
5 >> 2 = 1
代码解读
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5: 0000 0101 右移两位: 0000 0001 => 1
>>> (无符号右移) 忽略符号扩展位,0 补最高位,只是针对负数进行运算,正数的话和右移没有区别
下面的计算例子采用8位表示
6 >>> 2 = 1
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6: 0000 0110 >>> 0000 0001 => 1
-6 >>> 2 = 33
代码解读
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-6 1000 0110 >>> 0010 0001 => 33
~ (取反运算符)
~5 = -6
代码解读
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5: 0000 0101 ~ 1111 1010 = -6
思考关于计算机中原码,反码,补码的问题
为什么使用补码
可以将符号位与其他位统一处理,同时,减法也可以按照加法来处理
例如: 6 - 2 = 6 + (-2) = 4 下面的二进制码均为补码
代码解读
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0000 0110 - 0000 0010 = 0000 0110 + 1111 1110 = 0000 0100 = 4
不仅仅修复了0的符号以及存在两个编码的问题,而且能够多表示一个最低位,这就是使用原码或者反码表示的范围位[-127,+127]使用补码表示的范围位[-128,+127]
原因如下: -1-127 = -128
代码解读
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原码: 1000 0001 + 1111 1111
反码: 1111 1110 + 1000 0000
补码: 1111 1111 + 1000 0001
=> 1 1000 0000 => -128
-128 没有原码和反码,因为没有意义