Java中位逻辑运算符与位移运算符（从原理进行解释）

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逻辑运算符：https://moonshuo.cn/posts/59455.html

位运算符

计算机在运行和存储过程中都是以补码的方式进行的（非常重要！！！），与运算，或运算等都是以补码进行位运算。

运算符 含义 举例 解释 结果
& 位与运算符 4&5 0000 0100(4的补码，不是源码)&0000 0101（5的补码），对应的位进行与逻辑运算 0000 0100（4的补码，其结果与源码相同）–>4
| 位或运算符 -4|5 -4补码：11111111 11111111 11111111 11111100 5补码:00000000 00000000 00000000 00000101 11111111 11111111 11111111 11111101（此为结果的补码，转换成相应的源码）—>1…….00000011=-3
^ 位异或逻辑 4^5 0000 0100^0000 0101,对应位置进行异或逻辑运算 0000 0001(此为结果的补码)——>源码表示为1
~ ~4 看下面 -5

解释：

  1. 4表示为00000000 00000000 00000000 00000100，第一位为符号位，0表示正数，1表示负数。
  2. 4的补码=4的源码，为00000000 00000000 00000000 00000100。
  3. ~4操作，得到的是结果的补码：11111111 11111111 11111111 11111011
  4. 源码为：10000000 00000000 00000000 00000101—->-5

我们再来推导以下~（-2）做练习

  1. 先得到-2源码：10000000 00000000 00000000 00000010
  2. -2得反码：11111111 11111111 11111111 11111101
  3. -2得补码：11111111 11111111 11111111 11111110
  4. ~（-2）操作（得到的是结果的补码）：00000000 00000000 00000000 00000001
  5. 结果的源码为：00000000 00000000 00000000 00000001—>1
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public class Test {
    public static void main(String [] args){
        System.out.println(4&5);
        System.out.println(-4|5);
        System.out.println(4^5);
        System.out.println(~4);
        System.out.println(~-2);
    }
    }

image-20220704174936719位移运算符

这里位运算也都是按照补码进行位运算

运算符 作用 举例 解释 结果
>> 右移位运算,负数补充1，正数补充0 8>>1 8右移1位（1000）——0100 4
-8>>4 -8右移四位 -1
<< 左移位运算 9<<2 9左移两位（0000 1001）——0010 0100 36
>>> 逻辑右移，也叫无符号右移，高位补充0 -8>>>2

这里举一个简单的例子：

  1. -8的源码为：10000000 00000000 00000000 00001000
  2. -8反码为：11111111 11111111 11111111 11110111，其补码为11111111 11111111 11111111 11111000
  3. 位移二位，高位补0，得到结果的补码：00111111 11111111 11111111 11111110
  4. 则结果的反码为：11000000 00000000 00000000 00000001，源码为001111111 11111111 11111111 11111110=1073741822
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public class Test {
    public static void main(String [] args){
        System.out.println(-8>>1);
        System.out.println(9<<2);
        System.out.println(-8>>>2);
    }
}

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