Java位運算符詳解

在Java中，位運算符是對二進位位進行操作的運算符。位運算符可用於位操作，位操作可以用於優化計算機程序的處理速度。

一、位運算符的種類

Java中共有6個位運算符：

• & 按位與：對兩個數的二進位進行按位與操作，只有都為1時，結果才為1。
• | 按位或：對兩個數的二進位進行按位或操作，只要有一個為1時，結果就為1。
• ^ 按位異或：對兩個數的二進位進行按位異或操作，不同為1，相同為0。
• ~ 按位取反：對一個數的二進位進行按位取反，0變為1，1變為0。
• > 右移：將一個數的二進位按照指定位數向右移動，超出部分捨棄，空位以符號位補位。
• << 左移：將一個數的二進位按照指定位數向左移動，超出部分捨棄，空位補0。

二、位運算符的作用

位運算符常用於以下場景：

1. 將整數轉換為二進位或十六進位

    int num = 10;
    //輸出二進位形式
    System.out.println(Integer.toBinaryString(num));
    //輸出十六進位形式
    System.out.println(Integer.toHexString(num));
    

2. 對整數進行快速除法或乘法計算

    //等同於num*2^3
    int result = num << 3;
    //等同於num/2^3
    int result = num >> 3;
    

3. 對數字的某些位進行操作

    //將num的第2位設置為1
    int result = num | 0b10;
    //將num的第4位設為0
    int result = num & ~0b1000;
    

三、注意事項

位運算符操作的對象必須是整型（byte、short、int、long），不能用於浮點型。

對於<>運算，若左操作數是int類型，則移動1~31位的結果為int類型；若左操作數是long類型，則移動1~63位的結果為long類型。

對於>>>運算（無符號位移運算），一律將空缺處補0，即使最左邊一位是1也不例外（因此Java不支持無符號整數類型）。

四、實例演示

public class BitwiseOperatorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 60; /* 60 = 0011 1100 */
        int b = 13; /* 13 = 0000 1101 */
        int c = 0;
        c = a & b; /* 12 = 0000 1100 */
        System.out.println("a & b = " + c );
        c = a | b; /* 61 = 0011 1101 */
        System.out.println("a | b = " + c );
        c = a ^ b; /* 49 = 0011 0001 */
        System.out.println("a ^ b = " + c );
        c = ~a; /*-61 = 1100 0011 */
        System.out.println("~a = " + c );
        c = a << 2; /* 240 = 1111 0000 */
        System.out.println("a <> 2; /* 15 = 1111 */
        System.out.println("a >> 2  = " + c );
        c = a >>> 2; /* 15 = 0000 1111 */
        System.out.println("a >>> 2 = " + c );
    }
}