java运算符

原文：http://blog.csdn.net/lengchun10/archive/2009/04/24/4107222.aspx

注：原文是有点错误的，我这里已修正

在算术运算符部分，需要特别注意的一个语法现象是“ 晋升 ” 。晋升指低于int 的3 种数字类型(byte 、short 和char) 进行算术运算后，结果会自动提升成int 类型。 示例代码如下：

                   byte b1 = 10;

                   byte b2 = 20;

                   byte b3 = b1 + b2; // 语法错误，类型不匹配

                   int n = b1 + b2;    // 或者 byte b3 = (byte)(b1 + b2);

 

  最后说一下&& 和& 的区别，其实在进行逻辑与运算时，既可以使用&& 也可以使用& ，在功能上本身没有区别。两者区别的位置在，对于& 来说，如果左侧条件为false ，也会计算右侧条件的值，而对于&& 来说，如果左侧的条件为false ，则不计算右侧的条件，这种现象被称作短路现象。

         示例代码：

                   int n = -1;

                   boolean b1 = (n >= 0) & (n < 10);

                   boolean b2 = (n >= 0) && (n < 10);

         则对于第二行代码来说，两个条件都将被计算，而对于第三行代码来说，因为n >= 0 这个条件不成立，则n < 10 根本不会被执行。当然，两者得到的最终结果是一样的。

         对于现在的代码来说，区别不大，但是如果后续的条件是一个方法( 方法的概念后续将介绍到) ，则将影响程序逻辑。

 

 

         由于计算机内部的数据都以二进制的形式存在，所以在 Java 语言中提供了直接操作二进制的运算符，这就是下面要讲解的 位运算符和移位运算符 。

         使用二进制的运算符，可以直接在二进制的基础上对数字进行操作，执行的效率比一般的数学运算符高的多， 该类运算符大量适用于网络编程、硬件编程等领域 。

         二进制运算符在数学上的意义比较有限。

         在 Java 代码中，直接书写和输出的数值默认是十进制， Java 代码中无法直接书写二进制数值，但是可以书写八进制和十六进制数字，八进制以数字 0 开头，例如 016 ，十六进制以数字 0 和 x 开头，例如 0x12,0xaf 等等。

         在计算二进制运算时， Java 语言的执行环境 (JRE) 首先将十进制的数字转换为二进制，然后进行运算。如果输出结果的值，则数字会被转换成十六进制进行输出。

         需要注意的是：

1 、正数的机器数是原码，负数的机器数是补码，计算时需要小心。关于二进制和补码的计算可以参看《 Java 编程那些事儿 7—— 进制的概念》和《 Java 编程那些事儿 8—— 计算机内部的数据表达》。

                  2 、整数型的计算结果都是 int 型，而不管是对 byte 还是 short 进行二进制运算。

4.5.1 位运算符

         Java 语言中的位运算符主要有 4 种： &( 位与 ) 、 |( 位或 ) 、 ^( 异或 ) 和 ~( 按位取反 ) ，下面依次介绍运算规则和使用示例。

l &(AND)

运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位都为 1 ，则运算结果为 1 ，否则为 0 。

适用场合：屏蔽数字中某一位或某些位。因为任何数和 0 与都是 0 。

示例代码：

         int a = 4;

         int b = 10;

         int c = a & b;

计算过程：

          4 的二进制形式为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

   10 的二进制形式为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

按照计算规则 , 结果为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

这个数字转换为十进制就是数字 0

l | (OR)

运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位有一个为 1 则为 1 ，否则为 0 。

适用场合：将数字中某一位或某些位修改成 1 。因为 1 和任何数或都是 1 。

示例代码：

         int a = 4;

         int b = -10;

         int c = a | b;

计算过程：

          4 的二进制形式为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

   -10 的二进制形式为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

按照计算规则 , 结果为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

  这个二进制数转换为十进制就是数字 -10 。

l ^(XOR)

运算规则：参与运算的数字，低位对齐，高位不足的补零，对应的二进制位相同为零，不相同为 1 。

适用场合：判断数字对应的位是否相同。

示例代码：

         int a = 4;

         int b = 10;

         int c = a ^ b;

计算过程：

4 的二进制形式为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

   10 的二进制形式为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

按照计算规则 , 结果为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110

这个数字转换为十进制就是数字 14

l ~(NOT)

运算规则：只操作一个数字，将该数字中为 1 的位变成 0 ，为 0 的位变成 1 。

适用场合：反转数字的内容

示例代码：

          int a = 4;

         int c = ~a;

计算过程：

4 的二进制形式为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100

按照计算规则 , 结果为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011

这个数字转换为十进制就是数字 -5 。

  其实位运算和实际的应该实现保持一致，也就是提供的电路级运算符号，每种运算符都有对应的电路实现。

         实际使用简单示例：

把任意数字转换为正数

假设 n 是一个任意的整数，则把 n 转换为正数的代码为：

         int m = n & 0x7fffffff;

判断任意数字倒数第三位的值是否为 1

假设 n 是一个任意的整数，则判断的代码为：

int m = n & 0x4;

boolean b = (m != 0);

将任意数字倒数第四位置为 1

假设 n 是一个任意的整数，则代码为：

         int m = n | 0x8;

 

4.5.2 移位运算符

         移位运算符就是在二进制的基础上对数字进行平移。按照平移的方向和填充数字的规则分为三种： <<( 左移 ) 、 >>( 带符号右移 ) 和 >>>( 无符号右移 ) 。

         在移位运算时， byte 、 short 和 char 类型移位后的结果会变成 int 类型，对于 byte 、 short 、 char 和 int 进行移位时，规定实际移动的次数是移动次数和 32 的余数，也就是移位 33 次和移位 1 次得到的结果相同。移动 long 型的数值时，规定实际移动的次数是移动次数和 64 的余数，也就是移动 66 次和移动 2 次得到的结果相同。

         例如 11 >> 2 ，则是将数字 11 右移 2 位

计算过程：

         11 的二进制形式为： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011 ，然后把低位的最后两个数字移出， 因为该数字是正数，所以在高位补零 。则得到的最终结果是 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 。转换为十进制是 2 。

数学意义： 带符号右移（>>）一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方。这里是取商哈，余数就不要了。

13>>2 : 正数带符号右移 = 13/2^2取商 ，得数为：3

-13>>2: 负数带符号右移 = -13/2^2取向下取整的商，得数为：-4

-13>>>2: 负数无符号右移 = (-13/2^2) + [2^(32-2)]，得数为：1073741820 （-4 + 1073741824）