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什么是位运算符?

来源:千锋教育
发布人:wjy
时间: 2023-03-21 10:39:00 1679366340

  什么是位运算符?

  概念

  我们知道,对任何编程语言而言,最终的操作都是用二进制表示,因为计算机的底层只认识二进制。而八进制、十进制或者十六进制,都是为了让开发人员方便开发而创立的。在Java中,也可以根据数的进制进行运算,这就需要位运算符的参与了。常用的位运算符有如下几个:

什么是位运算符1

注意:& 和 | 既是位运算符,也可以进行逻辑运算。

  2. 案例

  接下来我们通过一个案例来演示位运算符该如何使用。

  public class TypeDemo04 {

什么是位运算符2

  }

  接下来针对上述代码给大家解释一番:

  2.1 按位与

  按位与&的特点:相同数位都是1,最终的结果才是1。基本规则如下:

  0 & 0 = 0;

  0 & 1 = 0;

  1 & 0 = 0;

  1 & 1 = 1;

什么是位运算符3

  2.2 按位或

  按位或|的特点:只要相同数位上有1,结果就是1。

什么是位运算符4

  2.3 按位异或

  按位亦或的特点:相同数位相同为0,不同为1。

什么是位运算符5

  2.4 按位取反

  按位取反的特点:将每一位上的数字取反。结论:数字+1取反。

什么是位运算符6

  2.5 左移

  左移<<的特点:将二进制数位整体向左移动N位,低位补0。

什么是位运算符7

  2.6 右移

  右移>>的特点:将二进制数位整体向右移动N位。如果是正数补0,负数补1。

什么是位运算符8

  2.7 无符号右移

  无符号右移>>>的特点:将二进制数位整体向右移动N位。高位补0

什么是位运算符9

  3.作用

  Java中的位运算符可以用于对整数进行位操作,即对二进制数进行操作。这些运算符包括:

  1.按位与(&):两个操作数中的每个二进制位都进行与运算,只有两个操作数对应二进制位均为1时,结果的对应二进制位才为1。

  2.按位或(|):两个操作数中的每个二进制位都进行或运算,只要两个操作数对应二进制位中有一个为1时,结果的对应二进制位就为1。

  3.按位异或(^):两个操作数中的每个二进制位都进行异或运算,当两个操作数对应二进制位相同时,结果的对应二进制位为0,当两个操作数对应二进制位不同时,结果的对应二进制位为1。

  4.按位取反(~):对操作数的每个二进制位进行取反操作,即0变成1,1变成0。

  这些位运算符在计算机底层编程中非常有用,它们可以用于对二进制数据进行精确和高效的处理。常见的应用场景包括:

  ●位运算可以用于对数字进行加密和解密。

  ●位运算可以用于对图像进行处理,例如图像旋转、翻转等操作。

  ●位运算可以用于对数据进行压缩和解压缩,例如哈夫曼编码、LZW压缩算法等。

  ●位运算可以用于对硬件进行控制,例如读写寄存器、设置标志位等。

  3.1案例分析:

  Java的位运算符可用于对二进制数据进行处理,以下是一些应用场景和代码案例:

  1.位移运算符(<<,>>,>>>):用于对整数进行二进制位移,例如将一个整数左移或右移一定数量的位。应用场景包括对数字的二进制表示进行优化和压缩,或者进行加密和解密。

  int a = 5; // 二进制表示为 101

  int b = a << 2; // 左移2位,得到 10100,即20

  int c = a >> 1; // 右移1位,得到 10,即2

  2.位与运算符(&):用于对两个二进制数进行逐位比较,当且仅当两个数对应位都为1时,结果才为1。应用场景包括对二进制数据的筛选和掩码操作。

  int a = 5; // 二进制表示为 101

  int b = 3; // 二进制表示为 011

  int c = a & b; // 对应位上进行逻辑与操作,得到 001,即1

  3.位或运算符(|):用于对两个二进制数进行逐位比较,当两个数对应位至少有一个为1时,结果为1。应用场景包括对二进制数据的合并和标记操作。

  int a = 5; // 二进制表示为 101

  int b = 3; // 二进制表示为 011

  int c = a | b; // 对应位上进行逻辑或操作,得到 111,即7

  4.位异或运算符(^):用于对两个二进制数进行逐位比较,当且仅当两个数对应位不同时,结果为1。应用场景包括数据的差异性比较和信息的校验。

  int a = 5; // 二进制表示为 101

  int b = 3; // 二进制表示为 011

  int c = a ^ b; // 对应位上进行逻辑异或操作,得到 110,即6

  5.按位取反运算符(~):用于将一个二进制数的每一位取反。应用场景包括对二进制数据的反转和编码转换。

  int a = 5; // 二进制表示为 101

  int b = ~a; // 每一位取反,得到 11111111111111111111111111111010,即-6

  以上仅是位运算符在Java中的一些常见应用场景,实际上还有很多其他的应用。需要注意的是,位运算符一般情况下不应该用来代替常规运算符,因为它们可能会导致代码难以理解和维护。应该仅在特定的情况下使用它们,以提高代码效率。

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