Java的位运算符详解实例。
位运算符主要针对二进制,它包括了:“与”、“非”、“或”、“异或”。从表面上看似乎有点像逻辑运算符,但逻辑运算符是针对两个关系运算符来进行逻辑运算,而位运算符主要针对两个二进制数的位进行逻辑运算。下面详细介绍每个位运算符。
1.与运算符 与运算符用符号“&”表示,其使用规律如下: 两个操作数中位都为1,结果才为1,否则结果为0,例如下面的程序段。 public class data13 { public static void main(String[] args) { int a=129; int b=128; System.out.println("a 和b 与的结果是:"+(a&b)); } } 运行结果 a 和b 与的结果是:128 下面分析这个程序: “a”的值是129,转换成二进制就是10000001,而“b”的值是128,转换成二进制就是10000000。根据与运算符的运算规律,只有两个位都是1,结果才是1,可以知道结果就是10000000,即128。
2.或运算符 或运算符用符号“|”表示,其运算规律如下: 两个位只要有一个为1,那么结果就是1,否则就为0,下面看一个简单的例子。 public class data14 { public static void main(String[] args) { int a=129; int b=128; System.out.println("a 和b 或的结果是:"+(a|b)); } } 运行结果 a 和b 或的结果是:129 下面分析这个程序段: a 的值是129,转换成二进制就是10000001,而b 的值是128,转换成二进制就是10000000,根据或运算符的运算规律,只有两个位有一个是1,结果才是1,可以知道结果就是10000001,即129。
3.非运算符 非运算符用符号“~”表示,其运算规律如下:
如果位为0,结果是1,如果位为1,结果是0,下面看一个简单例子。 public class data15 { public static void main(String[] args) { int a=2; System.out.println("a 非的结果是:"+(~a)); } }
4.异或运算符 异或运算符是用符号“^”表示的,其运算规律是: 两个操作数的位中,相同则结果为0,不同则结果为1。下面看一个简单的例子。 public class data16 { public static void main(String[] args) { int a=15; int b=2; System.out.println("a 与 b 异或的结果是:"+(a^b)); } } 运行结果 a 与 b 异或的结果是:13 分析上面的程序段:a 的值是15,转换成二进制为1111,而b 的值是2,转换成二进制为0010,根据异或的运算规律,可以得出其结果为1101 即13。
Java中的运算符(操作符)
程序的基本功能是处理数据,任何编程语言都有自己的运算符。因为有了运算符,程序员才写出表达式,实现各种运算操作,实现各种逻辑要求。
为实现逻辑和运算要求,编程语言设置了各种不同的运算符,且有优先级顺序,所以有的初学者使用复杂表达式的时候搞不清楚。这里详细介绍一下Java中的运算符。
Java运算符很多,下面按优先顺序列出了各种运算符。
优先级 |
运算符分类 |
结合顺序 |
运算符 |
---|---|---|---|
由高到低 |
分隔符 |
左结合 |
. [] ( ) ; , |
一元运算符 |
右结合 |
! ++ -- - ~ |
|
算术运算符移位运算符 |
左结合 |
* / % + - << >> >>> |
|
关系运算符 |
左结合 |
< > <= >= instanceof(Java 特有) = = != |
|
逻辑运算符 |
左结合 |
! && || ~ & | ^ |
|
三目运算符 |
右结合 |
布尔表达式?表达式1:表达式2 |
|
赋值运算符 |
右结合 |
= *= /= %= += -= <<= >>= >>>= &= *= |= |
一、一元运算符
因操作数是一个,故称为一元运算符。
运算符 |
含义 |
例子 |
---|---|---|
- |
改变数值的符号,取反 |
-x(-1*x) |
~ |
逐位取反,属于位运算符 |
~x |
++ |
自加1 |
x++ |
-- |
自减1 |
x-- |
++x 因为++在前,所以先加后用。 x++ 因为++在后,所以先用后加。
注意:a+ ++b和a+++b是不一样的(因为有一个空格)。
int a=10; int b=10; int sum=a+ ++b; System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum); 运行结果是: a=10,b=11,sum=21
int a=10; int b=10; int sum=a+++b; System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum); 运行结果是:a=11,b=10,sum=20
n=10; m=~n; 变量n的二进制数形式: 00000000 00000000 00000000 00001010 逐位取反后,等于十进制的-11: 11111111 11111111 11111111 11110101
二、算术运算符
所谓算术运算符,就是数学中的加、减、乘、除等运算。因算术运算符是运算两个操作符,故又称为二元运算符。
运算符 |
含义 |
例子 |
---|---|---|
+ |
加法运算 |
x+y |
- |
减法运算 |
x-y |
* |
乘法运算 |
x*y |
/ |
除法运算 |
x/y |
% |
取模运算(求余运算) |
x%y |
这些操作可以对不同类型的数字进行混合运算,为了保证操作的精度,系统在运算过程中会做相应的转化。数字精度的问题,我们在这里不再讨论。下图中展示了运算过程中,数据自动向上造型的原则。
注:1、实线箭头表示没有信息丢失的转换,也就是安全性的转换,虚线的箭头表示有精度损失的转化,也就是不安全的。 2、当两个操作数类型不相同时,操作数在运算前会子松向上造型成相同的类型,再进行运算。
示例如下:
[java] view plaincopy
- int a=22;
- int b=5;
- double c=5;
- System.out.println(b+"+"+c+"="+(b+c));
- System.out.println(b+"-"+c+"="+(b-c));
- System.out.println(b+"*"+c+"="+(b*c));
- System.out.println(a+"/"+b+"="+(a/b));
- System.out.println(a+"%"+b+"="+(a%b));
- System.out.println(a+"/"+c+"="+(a/c));
- System.out.println(a+"%"+c+"="+(a%c));
运行结果如下:
5+5.0=10.0 5-5.0=0.0 5*5.0=25.0 22/5=4 22%5=2 22/5.0=4.4 22%5.0=2.0
三、移位运算符
移位运算符操作的对象就是二进制的位,可以单独用移位运算符来处理int型整数。
运算符 |
含义 |
例子 |
---|---|---|
<< |
左移运算符,将运算符左边的对象向左移动运算符右边指定的位数(在低位补0) |
x<<3 |
>> |
"有符号"右移运算 符,将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。使用符号扩展机制,也就是说,如果值为正,则在高位补0,如果值为负,则在高位补1. |
x>>3 |
>>> |
"无符号"右移运算 符,将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。采用0扩展机制,也就是说,无论值的正负,都在高位补0. |
x>>>3 |
以int类型的6297为例,代码如下:
[java] view plaincopy
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297<<5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297<<5));
运行结果:
1100010011001 11111111111111111110011101100111 11000100 11111111111111111111111100111011 11000100 111111111111111111100111011 110001001100100000 11111111111111001110110011100000
注:x<<y 相当于 x*2y ;x>>y相当于x/2y 从计算速度上讲,移位运算要比算术运算快。 如果x是负数,那么x>>>3没有什么算术意义,只有逻辑意义。
四、关系运算符
Java具有完备的关系运算符,这些关系运算符同数学中的关系运算符是一致的。具体说明如下:
运算符 |
含义 |
例子 |
---|---|---|
< |
小于 |
x<y |
> |
大于 |
x>y |
<= |
小于等于 |
x<=y |
>= |
大于等于 |
x>=y |
== |
等于 |
x==y |
!= |
不等于 |
x!=y |
instanceof操作符用于判断一个引用类型所引用的对象是否是一个类的实例。操作符左边的操作元是一个引用类型,右边的操作元是一个类名或者接口,形式如下:
obj instanceof ClassName 或者 obj instanceof InterfaceName
关系运算符产生的结果都是布尔型的值,一般情况下,在逻辑与控制中会经常使用关系运算符,用于选择控制的分支,实现逻辑要求。
需要注意的是:关系运算符中的"=="和"!="既可以操作基本数据类型,也可以操作引用数据类型。操作引用数据类型时,比较的是引用的内存地址。所以在比较非基本数据类型时,应该使用equals方法。
五、逻辑运算符
A |
!A |
---|---|
true |
false |
false |
true |
A |
B |
A&&B |
---|---|---|
false |
false |
false |
true |
false |
false |
false |
true |
false |
true |
true |
true |
A |
B |
A||B |
---|---|---|
false |
false |
false |
true |
false |
true |
false |
true |
true |
true |
true |
true |
在运用逻辑运算符进行相关的操作,就不得不说“短路”现象。代码如下:
if(1==1 && 1==2 && 1==3){ }
代码从左至右执行,执行第一个逻辑表达式后:true && 1==2 && 1==3 执行第二个逻辑表达式后:true && false && 1==3 因为其中有一个表达式的值是false,可以判定整个表达式的值是false,就没有必要执行第三个表达式了,所以java虚拟机不执行1==3代码,就好像被短路掉了。
逻辑或也存在“短路”现象,当执行到有一个表达式的值为true时,整个表达式的值就为true,后面的代码就不执行了。 “短路”现象在多重判断和逻辑处理中非常有用。我们经常这样使用:
[java] view plaincopy
- public void a(String str){
- if(str!=null && str.trim().length()>0){
- }
- }
如果str为null,那么执行str.trim().length()就会报错,短路现象保证了我们的代码能够正确执行。 在书写布尔表达式时,首先处理主要条件,如果主要条件已经不满足,其他条件也就失去了处理的意义。也提高了代码的执行效率。
位运算是对整数的二进制位进行相关操作,详细运算如下:
A |
~A |
---|---|
1 |
0 |
0 |
1 |
A |
B |
A&B |
---|---|---|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
A |
B |
A | B |
---|---|---|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
A |
B |
A&B |
---|---|---|
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
示例如下:
[java] view plaincopy
- int a=15;
- int b=2;
- System.out.println(a+"&"+b+"="+(a&b));
- System.out.println(a+"|"+b+"="+(a|b));
- System.out.println(a+"^"+b+"="+(a^b));
运算结果如下:
15&2=2 15|2=15 15^2=13
程序分析:
a |
1 |
1 |
1 |
1 |
15 |
---|---|---|---|---|---|
b |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
a&b |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
a|b |
1 |
1 |
1 |
1 |
15 |
a^b |
1 |
1 |
0 |
1 |
13 |
按位运算属于计算机低级的运算,现在我们也不频繁的进行这样的低级运算了。
六、三目运算符
三目运算符是一个特殊的运算符,它的语法形式如下:
布尔表达式?表达式1:表达式2
运算过程:如果布尔表达式的值为true,就返回表达式1的值,否则返回表达式2的值,例如:
int sum=90; String str=sum<100 ? "失败" : "成功";
等价于下列代码:
String str=null; if(num<100){ str="失败"; }else{ str="成功"; }
三目运算符和if……else语句相比,前者使程序代码更加简洁。
七、赋值运算符
赋值运算符是程序中最常用的运算符了,示例如下:
运算符 |
例子 |
含义 |
---|---|---|
+= |
x+=y |
x=x+y |
-= |
x-=y |
x=x-y |
*= |
x*=y |
x=x*y |
/= |
x/=y |
x=x/y |
%= |
x%=y |
x=x%y |
>>= |
x>>=y |
x=x>>y |
>>>= |
a>>>=y |
x=x>>>y |
<<= |
a<<=y |
x=x<<y |
&= |
x&=y |
x=x&y |
|= |
x|=y |
x=x|y |
^= |
x^=y |
x=x^y |
大家可以根据自己的喜好选择合适的运算符。
补充:
字符串运算符: + 可以连接不同的字符串。qq群921296279
转型运算符: () 可以将一种类型的数据或对象,强制转变成另一种类型。如果类型不相容,会报异常出来。
package com.zf.binary; public class Test1 { public static void main(String[] args) { /* 符号为:最高位同时表示图号,0为正数,1为负数 */ /* 1、二进制转换为十进制 二进制转换为10进制的规律为: 每位的值 * 2的(当前位-1次方) 例如: 00000001 = 0 * 2^7 + 0 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1 * 2^0 = 1 00000010 = 0 * 2^7 + 0 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 1 * 2^1 + 0 * 2^0 = 2 2、二进制的符号位: 最高位表示符号位,0表示正数 , 1表示负数 3、将二进制负数转换为十进制:先对该二进制数取反,然后加1,再转换为十进制,然后在前面加上负号 例如: 10101011 最高位为1,所以为负数 第一步:取反: 01010100 第二步:加1 : 01010101 第三步:转换为10进制:85 第四步:加上负号: -85 所以 10101011 转换为十进制为 -85 4、将十进制负数转换为二进制:先得到该十进制负数的绝对值,然后转换为二进制,然后将该二进制取反,然后加1 例如:-85 第一步:得到绝对值 85 第二步:转换为二进制:01010101 第二步:取反: 10101010 第三步:加1: 10101011 所以,-85转换为二进制为 10101011 */ /* ~ ‘非’ 运算符是将目标数的进制去反,即0变成1 ,1变成0 2的二进制码为 00000010 , 它取反为11111101 ,可见取反后结果为负数(二进制负数转换为十进制的步骤为:将二进制去反,然后+1) 将 11111101 转换为10进制 ,第一步去反 得到 00000010 然后 加1 得到 00000011 ,得到的结果为3 ,然后在前面加上负号就可以了 所以结果为-3 */ System.out.println(~2); /* ^ 异或 ,计算方式为:两个二进制数的位相同则为0 不同则为1 23转换为二进制为:00010111 12转换为二进制为:00001100 计算结果为:00011011 = 27 */ System.out.println(23 ^ 12); /* & 按位与 ,计算方式为:两个二进制数的位都为1则为1 ,否则为0 1的二进制为 :00000001 2的二进制为 :00000010 结果为 :00000000 = 0 */ System.out.println(1&2); /* | 按位或 ,计算方式为:两个二进制位有一个为1就为1,否者为0 5 的二进制为:00000101 6 的二进制为:00000110 结果为:00000111 = 7 */ System.out.println( 5 | 6); /* >> 有符号右移位 ,符号左边表示要被移位的数,右边表示需要移的位数,结果为正数则在左边补0,否则补1 3 的二进制为:00000010 向右移动1位:00000001 = 1 */ System.out.println(3 >> 1); } }
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