Java位運算詳解

一、什麼是位運算

位運算是指直接對二進制數進行操作的運算。Java提供了六種位運算符，分別是：

  &    與
  |    或
  ^    異或
  ~    取反
  <>   右移

接下來將分別對這六種運算符進行詳細講解。

二、與(&)運算

與運算是指將兩個二進制數相對應的位進行比較，如果兩位都為1，則將結果的對應位設為1，否則設為0。

示例：

  int a = 10;  // a的二進制表示為 0000 1010
  int b = 6;   // b的二進制表示為 0000 0110
  int c = a & b;  // c的結果為 0000 0010，即2

上述示例中，a與b按位與的結果是2，因為只有a和b在第二位都為1時，才會在結果的第二位產生1。

三、或(|)運算

或運算是指將兩個二進制數相對應的位進行比較，如果兩位中有至少一位為1，則將結果的對應位設為1，否則設為0。

示例：

  int a = 10;  // a的二進制表示為 0000 1010
  int b = 6;   // b的二進制表示為 0000 0110
  int c = a | b;  // c的結果為 0000 1110，即14

上述示例中，a與b按位或的結果是14，因為只要a和b在某一位上至少有一位為1時，結果在該位就為1。

四、異或(^)運算

異或運算是指將兩個二進制數相對應的位進行比較，如果兩位相同則結果的對應位設為0，否則設為1。

示例：

  int a = 10;  // a的二進制表示為 0000 1010
  int b = 6;   // b的二進制表示為 0000 0110
  int c = a ^ b;  // c的結果為 0000 1100，即12

上述示例中，a與b按位異或的結果是12，因為只有a和b在某一位上相異時，結果在該位才為1。

五、取反(~)運算

取反運算是指將一個二進制數的所有位0變為1，所有位1變為0。

示例：

  int a = 10;  // a的二進制表示為 0000 1010
  int b = ~a;  // b的結果為 1111 0101，即-11

上述示例中，a按位取反的結果是-11。注意，這裡的-11是一個補碼錶示，因為int類型是有符號的。

六、左移(<<)運算

左移運算是指將一個二進制數向左移動指定的位數，移出的位丟棄，空位補0。

示例：

  int a = 10;  // a的二進制表示為 0000 1010
  int b = a << 2;  // b的結果為 0010 1000，即40

上述示例中，a左移2位的結果是40，因為將a的二進制數向左移2位相當於將它乘以4。

七、右移(>>)運算

右移運算是指將一個二進制數向右移動指定的位數，移出的位丟棄。

示例：

  int a = 10;  // a的二進制表示為 0000 1010
  int b = a >> 2;  // b的結果為 0000 0010，即2

上述示例中，a右移2位的結果是2，因為將a的二進制數向右移2位相當於將它除以4。

八、總結

通過上述六個例子，我們對Java的位運算符有了深入的了解。這些位運算符可以對二進制數進行高效的操作，包括與、或、異或、取反、左移和右移等運算。在實際編程中，可能會遇到需要使用位運算符進行處理的情況，因此熟練掌握這些位運算符的使用方法是很重要的。