位运算符主要针对二进制讲解.docx
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位运算符主要针对二进制讲解
位运算符主要针对二进制，它包括了：
“与”、“非”、“或”、“异或”。
从表面上看似乎有点像逻辑运算符，但逻辑运算符是针对两个关系运算符来进行逻辑运算，而位运算符主要针对两个二进制数的位进行逻辑运算。
下面详细介绍每个位运算符。
1．与运算符
与运算符用符号“&”表示，其使用规律如下：
两个操作数中位都为1，结果才为1，否则结果为0，例如下面的程序段。
publicclassdata13
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
inta=129;
intb=128;
System.out.println（"a和b与的结果是：
"+（a&b））;
}
}
运行结果
a和b与的结果是：
128
下面分析这个程序：
“a”的值是129，转换成二进制就是10000001，而“b”的值是128，转换成二进制就是10000000。
根据与运算符的运算规律，只有两个位都是1，结果才是1，可以知道结果就是10000000，即128。
2．或运算符
或运算符用符号“|”表示，其运算规律如下：
两个位只要有一个为1，那么结果就是1，否则就为0，下面看一个简单的例子。
publicclassdata14
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
inta=129;
intb=128;
System.out.println（"a和b或的结果是：
"+（a|b））;
}
}
运行结果
a和b或的结果是：
129
下面分析这个程序段：
a的值是129，转换成二进制就是10000001，而b的值是128，转换成二进制就是10000000，根据或运算符的运算规律，只有两个位有一个是1，结果才是1，可以知道结果就是10000001，即129。
3．非运算符
非运算符用符号“~”表示，其运算规律如下：
如果位为0，结果是1，如果位为1，结果是0，下面看一个简单例子。
publicclassdata15
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
inta=2;
System.out.println（"a非的结果是：
"+（~a））;
}
}
4．异或运算符
异或运算符是用符号“^”表示的，其运算规律是：
两个操作数的位中，相同则结果为0，不同则结果为1。
下面看一个简单的例子。
publicclassdata16
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
inta=15;
intb=2;
System.out.println（"a与b异或的结果是：
"+（a^b））;
}
}
运行结果
a与b异或的结果是：
13
分析上面的程序段：
a的值是15，转换成二进制为1111，而b的值是2，转换成二进制为0010，根据异或的运算规律，可以得出其结果为1101即13。
Java中的运算符（操作符）
程序的基本功能是处理数据，任何编程语言都有自己的运算符。
因为有了运算符，程序员才写出表达式，实现各种运算操作，实现各种逻辑要求。
为实现逻辑和运算要求，编程语言设置了各种不同的运算符，且有优先级顺序，所以有的初学者使用复杂表达式的时候搞不清楚。
这里详细介绍一下Java中的运算符。
Java运算符很多，下面按优先顺序列出了各种运算符。
优先级
运算符分类
结合顺序
运算符
由
高
到
低
分隔符
左结合
. [] （） ; ,
一元运算符
右结合
!
++ -- - ~
算术运算符
移位运算符
左结合
* / % + - << >> >>>
关系运算符
左结合
< > <= >= instanceof（Java特有） == !
=
逻辑运算符
左结合
!
&& || ~ & | ^
三目运算符
右结合
布尔表达式?
表达式1:
表达式2
赋值运算符
右结合
= *= /= %= += -= <<=>>=>>>= &= *= |=
一、一元运算符
因操作数是一个，故称为一元运算符。
运算符
含义
例子
-
改变数值的符号，取反
-x（-1*x）
~
逐位取反，属于位运算符
~x
++
自加1
x++
--
自减1
x--
++x因为++在前，所以先加后用。
x++因为++在后，所以先用后加。
注意：
a+++b和a+++b是不一样的（因为有一个空格）。
inta=10;
intb=10;
intsum=a+++b;
System.out.println（"a="+a+",b="+b+",sum="+sum）;
运行结果是：
a=10,b=11,sum=21
inta=10;
intb=10;
intsum=a+++b;
System.out.println（"a="+a+",b="+b+",sum="+sum）;
运行结果是：
a=11,b=10,sum=20
n=10;
m=~n;
变量n的二进制数形式：
00000000000000000000000000001010
逐位取反后，等于十进制的-11：
11111111 111111111111111111110101
二、算术运算符
所谓算术运算符，就是数学中的加、减、乘、除等运算。
因算术运算符是运算两个操作符，故又称为二元运算符。
运算符
含义
例子
+
加法运算
x+y
-
减法运算
x-y
*
乘法运算
x*y
/
除法运算
x/y
%
取模运算（求余运算）
x%y
这些操作可以对不同类型的数字进行混合运算，为了保证操作的精度，系统在运算过程中会做相应的转化。
数字精度的问题，我们在这里不再讨论。
下图中展示了运算过程中，数据自动向上造型的原则。
注：
1、实线箭头表示没有信息丢失的转换，也就是安全性的转换，虚线的箭头表示有精度损失的转化，也就是不安全的。
2、当两个操作数类型不相同时，操作数在运算前会子松向上造型成相同的类型，再进行运算。
示例如下：
[java]viewplaincopy
1.int a=22;
2.int b=5;
3.double c=5;
4.
5.System.out.println（b+"+"+c+"="+（b+c））;
6.System.out.println（b+"-"+c+"="+（b-c））;
7.System.out.println（b+"*"+c+"="+（b*c））;
8.System.out.println（a+"/"+b+"="+（a/b））;
9.System.out.println（a+"%"+b+"="+（a%b））;
10.System.out.println（a+"/"+c+"="+（a/c））;
11.System.out.println（a+"%"+c+"="+（a%c））;
运行结果如下：
5+5.0=10.0
5-5.0=0.0
5*5.0=25.0
22/5=4
22%5=2
22/5.0=4.4
22%5.0=2.0
三、移位运算符
移位运算符操作的对象就是二进制的位，可以单独用移位运算符来处理int型整数。
运算符
含义
例子
<<
左移运算符，将运算符左边的对象向左移动运算符右边指定的位数（在低位补0）
x<<3
>>
"有符号"右移运算符，将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。
使用符号扩展机制，也就是说，如果值为正，则在高位补0，如果值为负，则在高位补1.
x>>3
>>>
"无符号"右移运算符，将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。
采用0扩展机制，也就是说，无论值的正负，都在高位补0.
x>>>3
以int类型的6297为例，代码如下：
[java]viewplaincopy
1.System.out.println（Integer.toBinaryString（6297））;
2.System.out.println（Integer.toBinaryString（-6297））;
3.System.out.println（Integer.toBinaryString（6297>>5））;
4.System.out.println（Integer.toBinaryString（-6297>>5））;
5.System.out.println（Integer.toBinaryString（6297>>>5））;
6.System.out.println（Integer.toBinaryString（-6297>>>5））;
7.System.out.println（Integer.toBinaryString（6297<<5））;
8.System.out.println（Integer.toBinaryString（-6297<<5））;
运行结果：
1100010011001
111111*********11110011101100111
11000100
111111*********11111111100111011
11000100
111111*********111100111011
110001001100100000
111111*********01110110011100000
注：
x<>y相当于x/2y
从计算速度上讲，移位运算要比算术运算快。
如果x是负数，那么x>>>3没有什么算术意义，只有逻辑意义。
四、关系运算符
Java具有完备的关系运算符，这些关系运算符同数学中的关系运算符是一致的。
具体说明如下：
运算符
含义
例子
<
小于
x>
大于
x>y
<=
小于等于
x<=y
>=
大于等于
x>=y
==
等于
x==y
!
=
不等于
x!
=y
instanceof操作符用于判断一个引用类型所引用的对象是否是一个类的实例。
操作符左边的操作元是一个引用类型，右边的操作元是一个类名或者接口，形式如下：
objinstanceofClassName 或者 objinstanceofInterfaceName
关系运算符产生的结果都是布尔型的值，一般情况下，在逻辑与控制中会经常使用关系运算符，用于选择控制的分支，实现逻辑要求。
需要注意的是：
关系运算符中的"=="和"!
="既可以操作基本数据类型，也可以操作引用数据类型。
操作引用数据类型时，比较的是引用的内存地址。
所以在比较非基本数据类型时，应该使用equals方法。
五、逻辑运算符
逻辑非关系值表
A
!
A
true
false
false
true
逻辑与关系值表
A
B
A&&B
false
false
false
true
false
false
false
true
false
true
true
true
逻辑或关系值表
A
B
A||B
false
false
false
true
false
true
false
true
true
true
true
true
在运用逻辑运算符进行相关的操作，就不得不说“短路”现象。
代码如下：
if（1==1&&1==2&&1==3）{ }
代码从左至右执行，执行第一个逻辑表达式后：
true&&1==2&&1==3
执行第二个逻辑表达式后：
true&& false&&1==3
因为其中有一个表达式的值是false，可以判定整个表达式的值是false，就没有必要执行第三个表达式了，所以java虚拟机不执行1==3代码，就好像被短路掉了。
逻辑或也存在“短路”现象，当执行到有一个表达式的值为true时，整个表达式的值就为true，后面的代码就不执行了。
“短路”现象在多重判断和逻辑处理中非常有用。
我们经常这样使用：
[java]viewplaincopy
1.public void a（String str）{
2. if（str!
=null && str.trim（）.length（）>0）{
3.
4. }
5.}
如果str为null，那么执行str.trim（）.length（）就会报错，短路现象保证了我们的代码能够正确执行。
在书写布尔表达式时，首先处理主要条件，如果主要条件已经不满足，其他条件也就失去了处理的意义。
也提高了代码的执行效率。
位运算是对整数的二进制位进行相关操作，详细运算如下：
非位运算值表
A
~A
1
0
0
1
与位运算值表
A
B
A&B
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
或位运算值表
A
B
A|B
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
异或位运算值表
A
B
A&B
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
示例如下：
[java]viewplaincopy
1.int a=15;
2.int b=2;
3.
4.System.out.println（a+"&"+b+"="+（a&b））;
5.System.out.println（a+"|"+b+"="+（a|b））;
6.System.out.println（a+"^"+b+"="+（a^b））;
运算结果如下：
15&2=2
15|2=15
15^2=13
程序分析：
a
1
1
1
1
15
b
0
0
1
0
2
a&b
0
0
1
0
2
a|b
1
1
1
1
15
a^b
1
1
0
1
13
按位运算属于计算机低级的运算，现在我们也不频繁的进行这样的低级运算了。
六、三目运算符
三目运算符是一个特殊的运算符，它的语法形式如下：
布尔表达式？
表达式1：
表达式2
运算过程：
如果布尔表达式的值为true，就返回表达式1的值，否则返回表达式2的值，例如：
intsum=90;
Stringstr=sum<100?
"失败":
"成功";
等价于下列代码：
Stringstr=null;
if（num<100）{
str="失败";
}else{
str="成功";
}
三目运算符和if……else语句相比，前者使程序代码更加简洁。
七、赋值运算符
赋值运算符是程序中最常用的运算符了，示例如下：
运算符
例子
含义
+=
x+=y
x=x+y
-=
x-=y
x=x-y
*=
x*=y
x=x*y
/=
x/=y
x=x/y
%=
x%=y
x=x%y
>>=
x>>=y
x=x>>y
>>>=
a>>>=y
x=x>>>y
<<=
a<<=y
x=x<&=
x&=y
x=x&y
|=
x|=y
x=x|y
^=
x^=y
x=x^y
大家可以根据自己的喜好选择合适的运算符。
补充：
字符串运算符：
+可以连接不同的字符串。
转型运算符：
（）可以将一种类型的数据或对象，强制转变成另一种类型。
如果类型不相容，会报异常出来。
[java]viewplaincopy
print?
1.package com.zf.binary;
2.
3.
4.public class Test1 {
5.
6. public static void main（String[] args） {
7.
8. /* 符号为:
最高位同时表示图号，0为正数，1为负数 */
9.
10. /*
11. 1、二进制转换为十进制
12.
13. 二进制转换为10进制的规律为：
每位的值 * 2的（当前位-1次方）
14. 例如：
15. 00000001 = 0 * 2^7 + 0 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1 * 2^0 = 1
16. 00000010 = 0 * 2^7 + 0 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 1 * 2^1 + 0 * 2^0 = 2
17.
18. 2、二进制的符号位：
19. 最高位表示符号位，0表示正数 ， 1表示负数
20.
21.
22. 3、将二进制负数转换为十进制：
先对该二进制数取反，然后加1，再转换为十进制，然后在前面加上负号
23. 例如：
10101011 最高位为1，所以为负数
24. 第一步：
取反：
01010100
25. 第二步：
加1 ：
01010101
26. 第三步：
转换为10进制：
85
27. 第四步：
加上负号：
-85
28. 所以 10101011 转换为十进制为 -85
29.
30. 4、将十进制负数转换为二进制：
先得到该十进制负数的绝对值，然后转换为二进制，然后将该二进制取反，然后加1
31. 例如：
-85
32. 第一步：
得到绝对值 85
33. 第二步：
转换为二进制：
01010101
34. 第二步：
取反：
10101010
35. 第三步：
加1：
10101011
36. 所以，-85转换为二进制为 10101011
37. */
38.
39. /*
40. ~ ‘非’ 运算符是将目标数的进制去反，即0变成1 ，1变成0
41. 2的二进制码为 00000010 ， 它取反为11111101 ，可见取反后结果为负数（二进制负数转换为十进制的步骤为：
将二进制去反，然后+1）
42. 将 11111101 转换为10进制 ，第一步去反 得到 00000010 然后 加1 得到 00000011 ，得到的结果为3 ，然后在前面加上负号就可以了
43. 所以结果为-3
44. */
45. System.out.println（~2）;
46.
47. /*
48. ^ 异或 ，计算方式为：
两个二进制数的位相同则为0 不同则为1
49. 23转换为二进制为：
00010111
50. 12转换为二进制为：
00001100
51. 计算结果为：
00011011 = 27
52. */
53. System.out.println（23 ^ 12）;
54.
55. /*
56. & 按位与 ，计算方式为：
两个二进制数的位都为1则为1 ，否则为0
57. 1的二进制为 ：
00000001
58. 2的二进制为 ：
00000010
59. 结果为 :
00000000 = 0
60. */
61. System.out.println（1&2）;
62.
63. /*
64. | 按位或 ，计算方式为：
两个二进制位有一个为1就为1，否者为0
65. 5 的二进制为：
00000101
66. 6 的二进制为：
00000110
67. 结果为：
00000111 = 7
68. */
69. System.out.println（ 5 | 6）;
70.
71.
72. /*
73. >> 有符号右移位 ，符号左边表示要被移位的数，右边表示需要移的位数，结果为正数则在左边补0，否则补1
74. 3 的二进制为：
00000010
75. 向右移动1位：
00000001 = 1
76. */
77. System.out.println（3 >> 1）;
78.
79.
80. }
81.
82.}
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