Java的位运算符详解实例——与（&）、非（~）、或（|）、异或（^）

待我称王封你为后i 2022-09-26 03:53 189阅读 0赞

http://blog.csdn.net/is\_zhoufeng/article/details/8112199

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。  
public class data13  
\{  
public static void main(String\[\] args)  
\{  
int a=129;  
int b=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。  
public class data14  
\{  
public static void main(String\[\] args)  
\{  
int a=129;  
int b=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。  
public class data15  
\{  
public static void main(String\[\] args)  
\{  
int a=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。  
public class data16  
\{  
public static void main(String\[\] args)  
\{  
int a=15;  
int b=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。

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">优先级</td> 
   <td align="center">运算符分类</td> 
   <td align="center">结合顺序</td> 
   <td align="center">运算符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">由 <p>高</p> <p>到</p> <p>低</p> </td> 
   <td align="center">分隔符</td> 
   <td align="center">左结合</td> 
   <td align="center">.&nbsp;&nbsp;&nbsp; []&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ( )&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ,</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">一元运算符</td> 
   <td align="center">右结合</td> 
   <td align="center">!&nbsp; ++&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; --&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; -&nbsp;&nbsp; ~</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"> <p>算术运算符</p> <p>移位运算符</p> </td> 
   <td align="center">左结合</td> 
   <td align="center">*&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; %&nbsp;&nbsp;&nbsp; +&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; -&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &lt;&lt;&nbsp;&nbsp; &gt;&gt;&nbsp;&nbsp; &gt;&gt;&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">关系运算符</td> 
   <td align="center">左结合</td> 
   <td align="center">&lt;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &gt;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &lt;=&nbsp;&nbsp; &gt;=&nbsp;&nbsp; instanceof(Java 特有)&nbsp;&nbsp; = =&nbsp; !=</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">逻辑运算符</td> 
   <td align="center">左结合</td> 
   <td align="center">!&nbsp;&amp;&amp;&nbsp; ||&nbsp; ~&nbsp; &amp;&nbsp; |&nbsp; ^&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">三目运算符</td> 
   <td align="center">右结合</td> 
   <td align="center">布尔表达式?表达式1:表达式2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">赋值运算符</td> 
   <td align="center">右结合</td> 
   <td align="center">=&nbsp; *=&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /=&nbsp; %=&nbsp;&nbsp; +=&nbsp;&nbsp; -=&nbsp;&nbsp;&nbsp; &lt;&lt;= &gt;&gt;= &gt;&gt;&gt;=&nbsp; &amp;=&nbsp; *=&nbsp; |=</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**一、一元运算符**

因操作数是一个，故称为一元运算符。

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">运算符</td> 
   <td align="center">含义</td> 
   <td align="center">例子</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-</td> 
   <td align="center">改变数值的符号，取反</td> 
   <td align="center">-x（-1*x）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">~</td> 
   <td align="center">逐位取反，属于位运算符</td> 
   <td align="center">~x</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">++</td> 
   <td align="center">自加1</td> 
   <td align="center">x++</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">--</td> 
   <td align="center">自减1</td> 
   <td align="center">x--</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

\++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）。

int a=10;  
int b=10;  
int sum=a+ ++b;  
System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum);  
运行结果是： a=10,b=11,sum=21

int a=10;  
int b=10;  
int sum=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： 00000000 00000000 00000000 00001010  
逐位取反后，等于十进制的-11： 11111111 11111111 11111111 11110101

**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。

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。

![E7_B2_BE_E5_BA_A6_E5_85_B3_E7_B3_BB_E5_9B_BE.jpg][]

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：

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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。

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">运算符</td> 
   <td align="center">含义</td> 
   <td align="center">例子</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">&lt;&lt;</td> 
   <td align="center">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）</td> 
   <td align="center">x&lt;&lt;3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">&gt;&gt;</td> 
   <td align="center">"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.</td> 
   <td align="center">x&gt;&gt;3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">&gt;&gt;&gt;</td> 
   <td align="center">"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.</td> 
   <td align="center">x&gt;&gt;&gt;3</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![E7_A7_BB_E4_BD_8D_E8_BF_90_E7_AE_97.jpg][]

以int类型的6297为例，代码如下：

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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  
11111111111111111110011101100111  
11000100  
11111111111111111111111100111011  
11000100  
111111111111111111100111011  
110001001100100000  
11111111111111001110110011100000

注：x<<y 相当于 x\*2y ；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：

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：

obj instanceof ClassName 或者 obj instanceof InterfaceName

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**

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px">  
 <strong>逻辑非关系值表</strong>  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">A</td> 
   <td align="center">!A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"> <p>false</p> </td> 
   <td align="center">true</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px">  
 <strong>逻辑与关系值表</strong>  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">A</td> 
   <td align="center">B</td> 
   <td align="center">A&amp;&amp;B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">true</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px">  
 <strong>逻辑或关系值表</strong>  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">A</td> 
   <td align="center">B</td> 
   <td align="center">A||B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">false</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">true</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">false</td> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">&nbsp;&nbsp; true&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">true</td> 
   <td align="center">true</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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：

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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：

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px">  
 <strong>非位运算值表</strong>  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">A</td> 
   <td align="center">~A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"> <p>&nbsp; 0&nbsp;</p> </td> 
   <td align="center">1</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px">  
 <strong>与位运算值表</strong>  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">A</td> 
   <td align="center">B</td> 
   <td align="center">A&amp;B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px">  
 <strong>或位运算值表</strong>  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">A</td> 
   <td align="center">B</td> 
   <td align="center">A | B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table style="color:rgb(54,46,43); font-family:Arial; font-size:14px">  
 <strong>异或位运算值表</strong>  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">A</td> 
   <td align="center">B</td> 
   <td align="center">A&amp;B</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">1</td> 
   <td align="center">1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">0</td> 
   <td align="center">0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

示例如下：

**\[java\]** [view plain][] [copy][view plain]

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：

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：

int sum=90;  
String str=sum<100 ? "失败" : "成功";

等价于下列代码：

String str=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：

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。

**\[java\]** [view plain][view plain 1] [copy][view plain 1]

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. \} 
83.

[E7_B2_BE_E5_BA_A6_E5_85_B3_E7_B3_BB_E5_9B_BE.jpg]: /images/20220717/3a88027ad31143acb4c285b49e305093.png
[view plain]: http://blog.csdn.net/javakc/article/details/4391804#
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[view plain 1]: http://blog.csdn.net/is_zhoufeng/article/details/8112199#