Java 位运算详解

位运算是一种直接在二进制位上进行操作的方式。位运算符包括按位与 (&)、按位或 (|)、按位异或 (^)、按位非 (~)、左移 (<<)、右移 (>>) 和无符号右移 (>>>)。这些操作符用于操作整型数据类型，如 int 和 long。

一、按位与 (&)

按位与操作符对两个数字的每个二进制位执行逻辑与操作。只有当两个位都为 1 时，结果才为 1，否则为 0。

int a = 5;  // 二进制：0101
int b = 3;  // 二进制：0011
int result = a & b; // 结果为 1（0001）

二、 按位或 (|)

按位或操作符对两个数字的每个二进制位执行逻辑或操作。只要有一个位为 1，结果就为 1，否则为 0。

int a = 5;  // 二进制：0101
int b = 3;  // 二进制：0011
int result = a | b; // 结果为 7（0111）

三、按位异或 (^)

按位异或操作符对两个数字的每个二进制位执行逻辑异或操作。当两个位不同（一个为 0，一个为 1）时，结果为 1，否则为 0。

int a = 5;  // 二进制：0101
int b = 3;  // 二进制：0011
int result = a ^ b; // 结果为 6（0110）

四、按位非 (~)

按位非操作符对单个数字的每个二进制位执行逻辑非操作。将 1 变为 0，将 0 变为 1。

int a = 5;  // 二进制：0101
int result = ~a; // 结果为 -6（11111111111111111111111111111010）

五、左移 (<<)

左移操作符将数字的所有二进制位向左移动指定的位数，右边补 0。相当于乘以 2 的 n 次方。

int a = 5;  // 二进制：0101
int result = a << 2; // 结果为 20（10100）

六、右移 (>>)

右移操作符将数字的所有二进制位向右移动指定的位数，左边补符号位（即正数补 0，负数补 1）。相当于除以 2 的 n 次方。

int a = 5;  // 二进制：0101
int result = a >> 1; // 结果为 2（0010）

七、无符号右移 (>>>)

无符号右移操作符将数字的所有二进制位向右移动指定的位数，左边补 0。

int a = -5; // 二进制：11111111111111111111111111111011
int result = a >>> 1; // 结果为 2147483645（01111111111111111111111111111101）

实例

public class BitwiseOperations {public static void main(String[] args) {int a = 5;  // 二进制：0101int b = 3;  // 二进制：0011// 按位与int andResult = a & b;System.out.println("a & b = " + andResult); // 输出 1// 按位或int orResult = a | b;System.out.println("a | b = " + orResult); // 输出 7// 按位异或int xorResult = a ^ b;System.out.println("a ^ b = " + xorResult); // 输出 6// 按位非int notResult = ~a;System.out.println("~a = " + notResult); // 输出 -6// 左移int leftShiftResult = a << 2;System.out.println("a << 2 = " + leftShiftResult); // 输出 20// 右移int rightShiftResult = a >> 1;System.out.println("a >> 1 = " + rightShiftResult); // 输出 2// 无符号右移int unsignedRightShiftResult = a >>> 1;System.out.println("a >>> 1 = " + unsignedRightShiftResult); // 输出 2}
}