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Java中的位運算符號解讀（&、|、^、~、＜＜、＞＞、＞＞＞）

更新時間：2023年08月21日 16:36:42 作者：羽觴醉月11

這篇文章主要介紹了Java中的位運算符號（&、|、^、~、＜＜、＞＞、＞＞＞）,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

1. 位運算符號概覽

符號	描述	運算規(guī)則
&	與	兩個位都為1時，結果才為1
\|	或	兩個位都為0時，結果才為0
^	異或	兩個位相同為0，不同為1
~	取反	所有位置0變1，1變0
<<	左移	各二進位全部左移若干位，高位丟棄，低位補0
>>	帶符號右移	各二進位全部右移若干位，低位丟棄，高位補為符號位
>>>	無符號右移	各二進位全部右移若干位，低位丟棄，高位補0

還有兩個符號，并不是位運算符，但是容易與位運算符混淆，后面將與其相似的位運算符進行一并講解：

符號	描述	運算規(guī)則
&&	邏輯與	左右表達式均為true時，運算最終結果才為true
\|\|	邏輯非	左右表達式只要有一個為true，運算最終結果就為true

2. 一個工具

下面的函數(shù)可以幫助我們打印Java中int整型的在底層的32位信息，后面可以使用該工具對程序進行調試：

public static void print(int num) {
    for (int i = 31; i >= 0; i--) {
        System.out.print((num & (1 << i)) == 0 ? "0" : "1");
    }
    System.out.println();
}
// print(1);  -->  00000000000000000000000000000001
// print(-1); -->  11111111111111111111111111111111
// print(Integer.MAX_VALUE);  -->  01111111111111111111111111111111
// print(Integer.MAX_VALUE);  -->  10000000000000000000000000000000

下面開始對每個符號進行介紹。

3. 按位與（&）、邏輯與（&&）

**按位與（&）**的具體運算規(guī)則為：

1 & 1 = 1 1 & 0 = 0 0 & 1 = 0 0 & 0 = 0

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(321);		// 00000000000000000000000101000001
print(a & b);	// 00000000000000000000000001000001
// 任何數(shù)與0相與都等于0
// 任何數(shù)與自己相與都等于自己

在Java中，（&）不僅可以作為位運算符號，同樣也可以作為邏輯與符號，

要注意：（&&）并不是位運算符號，不可以參與位運算！

**邏輯與（&）、邏輯與（&&）**的具體運算規(guī)則為：

true & true = true			true & false = false		
false & true = false		false & false = false	
true && true = true			true && false = false		
false && true = false		false && false = false

兩者的區(qū)別在于：

**邏輯與（&）**在運算時，不論（&）前面的表達式的結果是否為false，（&）后面的表達式都會執(zhí)行運算；

而**邏輯與（&&）**在運算時，如果（&&）前面的表達式的結果為false，則（&&）后面的表達式就不會執(zhí)行運算。

4.按位或（|）、邏輯或（||）

**按位與（&）**的具體運算規(guī)則為：

1 | 1 = 1 1 | 0 = 1 0 | 1 = 1 0 | 0 = 0

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(321);		// 00000000000000000000000101000001
print(a | b);	// 00000000000000000000000101111011
// 任何數(shù)與0相或都等于自身
// 任何數(shù)與自己相或都等于自己

在Java中，（|）不僅可以作為位運算符號，同樣也可以作為邏輯與符號。

要注意：（||）并不是位運算符號，不可以參與位運算！

**邏輯或（|）、邏輯或（||）**的具體運算規(guī)則為：

true | true = true			true | false = true		
false | true = true			false | false = false	
true || true = true			true || false = true		
false || true = true		false || false = false

兩者的區(qū)別在于：

**邏輯或（|）**在運算時，不論（|）前面的表達式的結果是否為true，（|）后面的表達式都會執(zhí)行運算；

而**邏輯或（||）**在運算時，如果（||）前面的表達式的結果為true，則（||）后面的表達式就不會執(zhí)行運算。

5. 異或（^）

**異或（^）**的具體運算規(guī)則為：

1 ^ 1 = 0 1 ^ 0 = 1 0 ^ 1 = 1 0 ^ 0 = 0
// 即相同為0，不同為1

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(321);		// 00000000000000000000000101000001
print(a ^ b);	// 00000000000000000000000100111010
// 任何數(shù)與0異或都等于自身
// 任何數(shù)與自己異或都為0

6. 取反（~）

**取反（~）**的具體運算規(guī)則為：

~1 = 0 ~0 = 1

// 舉例:
print(123);		// 00000000000000000000000001111011
print(~a);		// 11111111111111111111111110000100
// 符號位也取反

**取反（~）**可以用來求相反數(shù)：

// 一個32整數(shù)，取反再+1，就是該數(shù)的相反數(shù)，效果等同于加負號（-）
int a = 123;
System.out.println(a);		// 123
System.out.println(~a+1);	// -123

說明：

由于Java中int類型的整數(shù)范圍為 − 2 31 ∼ 2 31 − 1 -2^{31}\sim2^{31}-1 −231∼231−1，負數(shù)的個數(shù)比正數(shù)多一個，這樣就導致，所有的正數(shù)都有相應的負的相反數(shù)，但是并不是所有的負數(shù)都有正的相反數(shù)：

a = Integer.MIN_VALUE;
System.out.println(a);		// -2147483648
print(a);					// 10000000000000000000000000000000
System.out.println(~a+1);	// -2147483648
print(~a + 1);				// 10000000000000000000000000000000
// Java中int整數(shù)最小值的相反數(shù)還是其自身
// 如果一定需要對int整數(shù)最小值求相反數(shù)，請將int類型換為long類型

7. 左移（<<）

左移表示的是某數(shù)的各二進位全部左移若干位，高位丟棄，低位補0

// 舉例:
print(123);			// 00000000000000000000000001111011
print(123 << 1);	// 00000000000000000000000011110110	
// 整體左移1位，高位丟棄，低位補0

應用：

// 左移1位相當于在原數(shù)的基礎上乘以2
System.out.println(123);	// 123
System.out.println(123<<1);	// 246
// 左移2位相當于在原數(shù)的基礎上乘以4
System.out.println(2);		// 2
System.out.println(2<<2);	// 8
// 左移3位、4位...以此類推

8. 帶符號右移（>>）、無符號右移（>>>）

**帶符號右移（>>）**指的是各二進位全部右移若干位，低位丟棄，高位補為符號位

**無符號右移（>>>）**指的是各二進位全部右移若干位，低位丟棄，高位補0

int a = 123;	
print(a);		// 00000000000000000000000001111011
print(a>>2);	// 00000000000000000000000000011110
print(a>>>2);	// 00000000000000000000000000011110
int b = -123;
print(b);		// 11111111111111111111111110000101
print(b>>2);	// 11111111111111111111111111100001
print(b>>>2);	// 00111111111111111111111111100001
// 區(qū)別就在于:一個高位用符號位補，一個高位用0補

Java中沒有（<<<）符號！??！