java移位运算、逻辑运算、异或及取反运算

忘是亡心i 2023-03-12 07:21 11阅读 0赞

最近看源码，复习了下基础运算知识，做下记录，一些表述与其他或者官方有些诧异，纯属个人心得，欢迎参考借鉴，指出错误，共勉。

public static void main(String[] args) { 
    
            //正数左移: 简单的理解为 移几位就在右边加几个0依次计算
            System.out.println(3 << 1);//6 3乘以2的1次方 11 ==> 110 [4+2+0]
            System.out.println(3 << 2);//12 3乘以2的2次方 11 ==> 1100 [8+4+0+0]
            System.out.println(3 << 3);//24 3乘以2的3次方 11 ==> 11000 [16+8+0+0+0]
            System.out.println(3 << 4);//48 3乘以2的4次方 11 ==> 110000 [32+16+0+0+0+0]
            System.out.println(3 << 5);//96 3乘以2的5次方 11 ==> 1100000 [64+32+0+0+0+0+0]
    
            //负数左移: 先获取补码，低位补0，高位超出舍弃，再取移位后的反码，再取补码[最终结果]，以上操作符号位都不变
            //原码 ==> 反码 ==> 补码 ==> 移位 ==> 再取反码 ==> 再取补码(最终结果)
            System.out.println(-7 << 3);  //-56
            /* 原码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 反码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 [符号位不变,按位取反] 补码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 [符号位不变,反码+1] 移位 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 1000 [*符号位不变，高位超出位舍弃，低位补0] 再取反码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0111 [符号位不变,按位取反] 再取补码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1000 [符号位不变,反码+1] */
    
            System.out.println(-297 << 5); //-9504
            /* 原码 1000 0000 0000 0000 0000 0001 0010 1001 反码 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101 0110 [符号位不变,按位取反] 补码 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101 0111 [符号位不变,反码+1] 移位 1111 1111 1111 1111 1101 1010 1110 0000 [*符号位不变，高位超出位舍弃，低位补0] 再取反码 1000 0000 0000 0000 0010 0101 0001 1111 [符号位不变,按位取反] 再取补码 1000 0000 0000 0000 0010 0101 0010 0000 [符号位不变,反码+1] */
    
            //正数右移(有符号右移): 简单的理解为 移几位 左边就删几位0依次计算
            System.out.println(96 >> 1);//48 96除以2的1次方 1100000 ==> 0110000 [0+32+16+0+0+0+0]
            System.out.println(96 >> 2);//24 96除以2的2次方 1100000 ==> 0011000 [0+0+16+8+0+0+0]
            System.out.println(96 >> 3);//12 96除以2的3次方 1100000 ==> 0001100 [0+0+0+8+4+0+0]
            System.out.println(96 >> 4);//6 96除以2的4次方 1100000 ==> 0000110 [0+0+0+0+4+2+0]
            System.out.println(96 >> 5);//3 96除以2的5次方 1100000 ==> 0000011 [0+0+0+0+0+2+1]
    
    
            //负数右移 ： 获取反码 => 补码 => 移位[符号位不变，高位补1，低位超出位舍弃] => 再取移位后的反码 =>取移位后的补码
            System.out.println(-56 >> 3); //-7
            /* 原码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1000 反码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 0111 [符号位不变,按位取反] 补码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 1000 [符号位不变,反码+1] 移位 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 [*符号位不变，高位补1，低位超出位舍弃] 再取反码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 [符号位不变,按位取反] 再取补码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 [符号位不变,反码+1](最终结果) */
    
            System.out.println(-139 >> 5); //-5
            /* 原码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 1011 反码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 0100 [符号位不变,按位取反] 补码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 0101 [符号位不变,反码+1] 移位 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 [*符号位不变，高位补1，低位超出位舍弃] 再取反码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 [符号位不变,按位取反] 再取补码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 [符号位不变,反码+1](最终结果) */
    
            //正数无符号右移
            //有符号右移：正数的符号位为0，移动时，符号位不动，高位补0
            //无符号右移：高位补0，符号位跟随移动，符号位移动后也未0，
            //其实和有符号位移所得结果是一样的,所以宏观上将，正数的有符号位移和无符号位移是没啥区别的
            System.out.println(200 >> 5); //6
            /* 原码 [0]000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 1000 移位 [0]000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 */
            System.out.println(200 >>> 5); //6
            /* 原码 [0]000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 1000 移位 0000 0[0]00 0000 0000 0000 0000 0000 0110 */
    
            //负数无符号右移
            System.out.println(-200 >>> 5); //134217721
            /* 原码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 1000 反码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0011 0111 [符号位不变,按位取反] 补码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0011 1000 [符号位不变,反码+1] 移位 0000 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 [*符号位也要偏移, 高位补符号位0, 低位超出位数舍弃](符号位变为0，为正数，三码合一，不用继续转换)(最终结果) */
    
            System.out.println(-9 >>> 4); //268435455
            /* 原码 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001 反码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110 [符号位不变,按位取反] 补码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 [符号位不变,反码+1] 移位 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 [*符号位也要偏移, 高位补符号位0, 低位超出位数舍弃](符号位变为0，为正数，三码合一，不用继续转换)(最终结果) */
    
            //或运算 & 规则 ：都为1时才为1
            System.out.println(5 | 6); //值：7
            /* 5: 101 6: 110 或值: 111 ==> [4+2+1] ==> 7 */
            System.out.println(520 | 20); //值：540
            /* 520: 1000001000 20: 0000010100 或值: 1000011100 ==> [512+0+0+0+0+16+8+4+0+0] ==> 540 */
    
            //与运算 | 规则：有一个为1，则为1
            System.out.println(5 & 6); //值：7
            /* 5: 101 6: 110 与值: 100 ==> [4+0+0] ==> 4 */
            System.out.println(520 & 20); //值：0
            /* 520: 1000001000 20: 0000010100 或值: 0000000000 ==> [0+0+0+0+0+0+0+0+0+0] ==> 0 */
    
            System.out.println(88 & 66); //值：0
            /* 88: 1011000 66: 1000010 或值: 1000000 ==> [64+0+0+0+0+0+0] ==> 64 */
    
            //异或运算 ^ 规则：不同为1(左边补0不做计算)
            System.out.println(5 ^ 6); //值：3
            /* 5: 101 6: 110 异或值: 011 ==> [0+2+1] ==> 3 */
             System.out.println(520 ^ 20); //值：540
            /* 520: 1000001000 => 0111110111 20: 0000010100 => 01011 异或值: 1000011100 ==> [512+0+0+0+0+16+8+4+0+0] ==> 540 */
    
             System.out.println(88 ^ 66); //值：0
            /* 88: 1011000 66: 1000010 异或值: 0011010 ==> [0+0+16+8+0+2+0] ==> 26 */
    
            //取反运算 ~ 规则：按位取反
            // 正数步骤 原码取反(值1) ==> 值1-1[符号位不变](值2) ==> 再取反[符号位不变](值3) ==> 转成10进制[注意符号位:1负数;0正数]
            System.out.println(~7); // -8
            /* 7: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 取反:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 负数的补码 求反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 补码减1 () 再取反得原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 得原码 符号位为1 确定值为负数；1000 转为10进制为8 ===> -8 */
    
            System.out.println(~9); //-10
            /* 原码、反码、补码: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0001 取反: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1110 减一获得补码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101 取反得原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010 */
    
            System.out.println(~88); //-89
            /* 原码、反码、补码: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1000 取反: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 0111 减一: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 0110 再取反: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1001 */
             
            /** * 负数二进制的三种表现形式 * 1.原码: 绝对值的二进制(符号位为1) * 2.反码: 原码取反(符号位不参与运算) * 3.补码: 取反之后 + 1 */
    // 负数步骤 转成原码(绝对值原码符号位为1) ==> 原码取反(值1) ==> 值1+1[符号位不变](值2) ==> 再取反[符号位不变](值3) ==> 转成10进制[注意符号位:1负数;0正数]
            System.out.println(~-9); //8
            /* 原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001 取反: 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110 加一: 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 再取反: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 */
    
            System.out.println(~-7); //6
            /* 原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 取反: 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 加一: 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 再取反: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 */
    
            System.out.println(~-88); //87
            /* 原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1000 取反: 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 0111 加一: 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 1000 再取反: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 0111 */
    
        }