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# Java中的位运算

Java中的位运算主要有以下几种

| 运算描述  | 运算符 | 运算规则                        | 例子                                                                          |          |          |          |         |
| ----- | --- | --------------------------- | --------------------------------------------------------------------------- | -------- | -------- | -------- | ------- |
| 与     | &   | 都是1，结果才为1；其他情况结果为0          | <p>1&1=1<br>1&0=0<br>0&1=0<br>0&0=0</p>                                     |          |          |          |         |
| 或     | \|  | 只要有1个1，结果就为1；都是0的时候，结果才为0；  | <p>1                                                                        | 1=1<br>1 | 0=1<br>0 | 1=1<br>0 | 0=0</p> |
| 取反    | \~  | 1变0，0变1                     | <p>\~0=1<br>\~1=0</p>                                                       |          |          |          |         |
| 异或    | ^   | 相同为0，不同为1                   | <p>1^1=0<br>0^0=01<br>1^0=1<br>0^1=1</p>                                    |          |          |          |         |
| 右移    | >>  | a >> b ：所有位右移b位，高位补0        | <p>5 >> 1 ===>  0000 0000 0000 0101 >> 1  = 0000 0000 0000 0010 = 2<br></p> |          |          |          |         |
| 左移    | <<  | a << b：所有位左移b位，低位补0         | 5 << 1 ===>  0000 0000 0000 0101 << 1  = 0000 0000 0000 1010 = 10           |          |          |          |         |
| 无符号右移 | >>> | a >>> b ：除符号位外，其他位右移b位，高位补0 |                                                                             |          |          |          |         |
| 无符号左移 | <<< | a <<< b：除符号位外，其他位左移b位，低位补0  |                                                                             |          |          |          |         |

注：位运算时，进行运算的两个数，要转换为二进制，然后从最低位到最高位，一一对应。上面所述的运算规则，均为某位上的两个值的运算规则。例子均是某个位的数值。

**要注意** ①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。 ②位操作符的运算优先级比较低，因为尽量使用括号来确保运算顺序，否则很可能会得到莫明其妙的结果。 \*\*

## 位运算的技巧或应用

**1、乘或除2（或2的倍数4/8/16/32...）的情形，可以考虑使用左移或右移，即**`<<`**或** `>>`

```java
int a = 9;
int b = a << 1 = 18
int c = a >> 1 = 4
```

**2、判断奇偶** 这里利用一个特性：偶数的二进制最低位必为0，奇数的二进制最低位必为1。

```java
//判断i是否为偶数
boolean even = (i & 1) == 0;
//这里有一个小小的常犯的错误，如下代码判断是否为奇数是有问题的：负的奇数运算结果为-1。
boolean odd = (i & 1) == 1;
//正确的判断奇数
boolean odd = ((i & 1) == 1) || ((i & 1) == -1);
```

解释：1的二进制为0000 0000 0000 0001，对任意的偶数（无论正负），其形式为xxxx xxxx xxxx xxx0（x表示0或1），两数进行与运算，从高位起的前31位必为0，最后一位是1&0=0，所以结果必然是0000 0000 0000 0000。

**3、交换两个数的值** 利用的特性： ①任意一个数a，a^a=0，且a^0=a，则a^a^a=a ②a^b=b^a

```java
int a = 10, b = 20;
a = a^b;//a = 10^20 = 不关心
b = a^b;//b = 10^20^20 = 10
a = a^b;//a = 10^20^10^20^20 = 20
```

**4、变换符号** 变换符号其实就是正数变负数，负数变正数。 其实代码中 a = -a就可以实现，这里只是提供另一种可以使用位运算的方式：a = (\~a) + 1

```java
int a = 10, b = -20;
a = (~a) + 1 = (~10) + 1 = -10
b = (~b) + 1 = (~(-20)) + 1 = 20
```

**5、求绝对值** 思路①：取符号位，判断其正负 a >> 31：取符号位，0为正数，-1位负数(TODO why)

```
abs(a) = (a >> 31) == 0 ? a : (~a + 1)
```

思路②：利用特性：对任意整数a，a^(-1) = \~a;

```
int i = a >> 31;//a为正数，则i=0;a为负数，则i=-1;
abs(a) = (a^i) - i;
//a为正数，则(a^0) - 0 = a;
//a为负数，则(a^(-1)) + 1 =
```

TODO 运算示例以及更多应用

## 参考

[可能是最通俗易懂的 Java 位操作运算讲解](https://juejin.im/entry/58f9b6118d6d8100588060d6)