java 位操作的总结

2014-05-07 17:14 今天工作上需要一个Byte的低5位，高3位。所以查询了资料。总结下如何实现

百度到一个资料：

介绍的很详细

基础知识：

http://www.blogjava.net/zhaomingchao/articles/298318.html

位运算的应用：（非常全面的总结）

http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7354571

这里就写下代码，来实现他的实例。

package cn.wuwenfu.bytedemo;

public class ByteDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //位操作只能用于整形数据，对float和double类型进行位操作会被编译器报错。
        //<< 各个处理器是不同处理的。尤其是有符号的 数  要注意。，有的补符号位（算术右移），有的补0（逻辑右移）

        // 二进制负数以它正值的补码形式表达
        System.out.println("整数5的二进制字符串:" + Integer.toBinaryString(5));

        System.out.println("整数5取反后的二进制字符串为:" + Integer.toBinaryString(~5));

        System.out.println("整数5取反 加 1的二进制字符串为:"
                + Integer.toBinaryString(~5 + 1));

        System.out.println("负5的二进制字符串" + Integer.toBinaryString(-5));
        System.out.println("---------------------------------------");

        //java ~ 操作符，对每个二进制位的内容求反，即1变成0，0变成1

        System.out.println("整数5的二进制字符串:" + Integer.toBinaryString(5));

        System.out.println("整数5取反后的二进制字符串为:" + Integer.toBinaryString(~5));

        System.out.println("---------------------------------------");
        //java & 操作符，对应的二进制位进行与操作，两个都为1才为1，其他情况均为0

        System.out.println("整数5的二进制字符串:" + Integer.toBinaryString(5));

        System.out.println("整数4的二进制字符串为:" + Integer.toBinaryString(4));

        System.out.println("5&4的二进制字符串为："+Integer.toBinaryString(4&5));

        System.out.println("---------------------------------------");

        //java | 操作符，对应的二进制位进行或操作，两个都为0才为0，其他情况均为1

        System.out.println("整数5的二进制字符串:" + Integer.toBinaryString(5));

        System.out.println("整数4的二进制字符串为:" + Integer.toBinaryString(4));

        System.out.println("5|4的二进制字符串为："+Integer.toBinaryString(4|5));

        System.out.println("---------------------------------------");

        //java ^ 操作符 当对应二进制位值相同，该位为0 否则为1

        System.out.println("整数5的二进制字符串:" + Integer.toBinaryString(5));

        System.out.println("整数4的二进制字符串为:" + Integer.toBinaryString(4));

        System.out.println("5^4的二进制字符串为："+Integer.toBinaryString(5^4));

        System.out.println("---------------------------------------");

        //java << 操作符，左边移动，右面填充0

        System.out.println("整数5的二进制字符串:" + Integer.toBinaryString(5));

        System.out.println("5<<4的二进制字符串为："+Integer.toBinaryString(5<<4));

        System.out.println("---------------------------------------");

        //java >> 操作符，左边移动，右面填充0

                System.out.println("整数5的二进制字符串:" + Integer.toBinaryString(5));

                System.out.println("5>>4的二进制字符串为："+Integer.toBinaryString(5>>4));

                System.out.println("---------------------------------------");

        //应用的实例

            System.out.println(" 5 ×2 = "+5*2);
            System.out.println(" 5 <<1 = "+ (5<<1));
            System.out.println("---------------------------------------");

            //这里是将字节转为整数，不是很明白。只是发现计算的结果 192+64 =256 是一个字节的长度
            System.out.println(" -64&0xFF = "+(-64&0xFF));
            System.out.println(" 0xFF ="+Integer.parseInt("FF",16));

            System.out.println("---------------------------------------");

            //比较数是否相等.0表示相等，其他值表示不相等

            System.out.println(" 1^1 比较是否相等 ： "+(1^1));
            System.out.println(" 20 ^20 比较是否相等 ： "+ (20 ^ 20));
            System.out.println("20 ^ 1 比较是否相等:"+(20^1));

            System.out.println("0x65 ^ 0x65 比较是否相等:"+(0x65^0x62));
            System.out.println("---------------------------------------");

            //判断奇偶
            for (int i = 0; i < 50; ++i){

                if((i&1) == 0){
                    System.out.println("发现的偶数:"+i);
                }
            }

            System.out.println("---------------------------------------");
            //交换2个数，不使用临时变量
            int a =3;
            int b =4;

            if(a != b){
                a ^= b;
                b ^= a;
                a ^= b;
            }
            System.out.println("a ="+a);
            System.out.println("b = "+b);
            System.out.println("---------------------------------------");

            //变换符号
            //这里可能大家觉得没用，但是如果 a的符号我们不清楚，估计就有用了。
            System.out.println(" 7 变换符号后:"+ (~7+1));
            System.out.println(" -7 变换符号后:"+ (~-7+1));
            System.out.println("---------------------------------------");
            //计算绝对值
            System.out.println(" 7 的绝对值:"+ my_abs(7));
            System.out.println(" -7 的绝对值:"+ my_abs(-7));
            System.out.println("---------------------------------------");

            //  高低位交换

            System.out.println("34520的二进制字符串为:"+Integer.toBinaryString(34520));
            System.out.println("34520>>8的字符串:"+Integer.toBinaryString(34520>>8));

            System.out.println("34520<<8的字符串:"+Integer.toBinaryString(34520<<8));
            //交换 它的前 8 与后8 这里需要截取。否则超出16位。
            String str = Integer.toBinaryString( (34520>>8)|(34520<<8));
            System.out.println("34520的交换位置:"+str);
            System.out.println("34520的交换位置并只保留16位:"+str.substring(str.length()-16,str.length()).trim());
            System.out.println("---------------------------------------");
            //二进制逆序

            System.out.println("34520的二进制字符串为:"+Integer.toBinaryString(34520));
            a =34520;
            a = ((a & 0xAAAA) >> 1) | ((a & 0x5555) << 1);
            a = ((a & 0xCCCC) >> 2) | ((a & 0x3333) << 2);
            a = ((a & 0xF0F0) >> 4) | ((a & 0x0F0F) << 4);
            a = ((a & 0xFF00) >> 8) | ((a & 0x00FF) << 8);  

            System.out.println("34520的二进制字符串逆序后为:"+Integer.toBinaryString(a));
            System.out.println("---------------------------------------");
            //计算二进制1的个数

            System.out.println("34520的二进制字符串为:"+Integer.toBinaryString(34520));
            a =34520;
            a = ((a & 0xAAAA) >> 1) + ((a & 0x5555) );
            a = ((a & 0xCCCC) >> 2) + ((a & 0x3333) );
            a = ((a & 0xF0F0) >> 4) + ((a & 0x0F0F) );
            a = ((a & 0xFF00) >> 8) + ((a & 0x00FF) );  

            System.out.println("34520的二进制字符串中1的个数为:"+a);
            System.out.println("---------------------------------------");

            //查出单独的一个数字，只出现一次的数字
            int[] arr = {1, 347, 6, 9, 13, 65, 889, 712, 889, 347, 1, 9, 65, 13, 712};
            int lostNum = 0;
            for (int i = 0; i < 15; i++){
                lostNum ^= arr[i];
            }
            System.out.println("缺失的数字为:"+lostNum);

            System.out.println("---------------------------------");

            //指定整数的某一个位位0还是1
            //这里是制定第二位为1
            int j =34520;
            System.out.println("34520 的二进制位:"+Integer.toBinaryString(j));
            System.out.println("34520的第二位放1: "+Integer.toBinaryString(j|1<<1));

            System.out.println("---------------------------------");

            //判断某个整数 制定的位上 是 0还是1
            //这里查看的是第二位
            //原理是：1的二进制位00000001
            //1<<1变成了 00010;
            //再取与， 只有都为1时才1；其他的均为0；
            //因此j的第二位 为 0 时 则 结果为 0
            if((j&(1<<1)) !=0){
                System.out.println("指定位上为1");
            }else{
                System.out.println("指定位为0");
            }

            //利用的 是 & 的效果
            //取某个数的指定的几位
            System.out.println("34520 的二进制位:"+Integer.toBinaryString(34520));
            //直接与0xFF :11111111
            System.out.println("34520的低八位:"+Integer.toBinaryString(34520&0xFF));
            //直接与 0xFF00 :1111111100000000
            System.out.println("34520的高八位:"+Integer.toBinaryString((34520&0xFF00) >>8));

            //3位
            //直接与0x1F :11111
            System.out.println("34520的低5位:"+Integer.toBinaryString(34520&0xFF));
            //直接与 0xE000 :1110000000000000
            System.out.println("34520的高3位:"+Integer.toBinaryString((34520&0xE000) >>13));

    }

    //求绝对值得方法
    private static int my_abs(int a){
        int i = a>>31;
            //return i==0? a:(~a+1);
            return (a^i)-i;

    }

}

位操作实例

其实位操作，平时用的很少，主要是不知道有什么用。

网上查了下资料，使用位操作的好处：

速度超快，这些都是底层的二进制机器操作指令。

实际的使用例子：

1、如  a*2  ,我们可以用  a<<1 来代替。 依次可以推出   a ×4  ,可以用  a<<2

2、通过 & 可以把字节转换为整 数，-64&0xFF=192  这里的 0xFF 是字节的十六进制表示。

3、 通过 ^ 可以比较两个数字是否相等，它利用 1^1=0，0^0=0的原理。  20^20==0

4、其他的应用在代码中

截图如下：