Java常见运算符之位运算符大全

2025-04-28 09:21:54 作者：吗喽对你问好

这篇文章主要介绍了Java常见运算符之位运算符的相关资料,包括按位与、按位或、按位异或、按位取反、左移、右移和无符号右移,这些运算符在判断奇偶、交换变量、计算绝对值、判断是否为2的幂以及快速计算2的幂次方等方面有广泛应用,需要的朋友可以参考下

1. Java 支持的位运算符

Java 提供了 7 种位运算符：

运算符	名称	描述	示例
`&`	按位与（AND）	两个位都为 1 时，结果才为 1	`5 & 3` → `1`
`\|`	按位或（OR）	两个位有一个为 1 时，结果就为 1	`5 \| 3` → `7`
`^`	按位异或（XOR）	两个位不同时，结果为 1	`5 ^ 3` → `6`
`~`	按位取反（NOT）	所有位取反（0→1，1→0）	`~5` → `-6`
`<<`	左移（Left Shift）	所有位向左移动，低位补 0	`5 << 1` → `10`
`>>`	右移（Right Shift）	所有位向右移动，高位补符号位	`-5 >> 1` → `-3`
`>>>`	无符号右移（Unsigned Right Shift）	所有位向右移动，高位补 0	`-5 >>> 1` → `2147483645`

2. 位运算详解

(1) 按位与（&）

规则：两个位都为 1 时，结果才为 1，否则为 0。

示例：

int a = 5;    // 二进制：0101
int b = 3;    // 二进制：0011
int c = a & b; // 二进制：0001 → 1
System.out.println(c); // 输出：1

应用：
- 判断奇偶：(n & 1) == 0 → 偶数。

(2) 按位或（|）

规则：两个位有一个为 1 时，结果就为 1。

示例：

int a = 5;    // 0101
int b = 3;    // 0011
int c = a | b; // 0111 → 7
System.out.println(c); // 输出：7

应用：
- 合并多个标志位（如 READ | WRITE | EXECUTE）。

(3) 按位异或（^）

规则：两个位不同时，结果为 1，否则为 0。

示例：

int a = 5;    // 0101
int b = 3;    // 0011
int c = a ^ b; // 0110 → 6
System.out.println(c); // 输出：6

特性：
- a ^ a = 0（相同数异或为 0）。
- a ^ 0 = a（任何数与 0 异或不变）。

应用：

交换两个数（不使用临时变量）：

int x = 5, y = 3;
x = x ^ y;
y = x ^ y; // y = (x ^ y) ^ y = x
x = x ^ y; // x = (x ^ y) ^ x = y
System.out.println(x + ", " + y); // 输出：3, 5

(4) 按位取反（~）

规则：所有位取反（0→1，1→0）。

示例：

int a = 5;    // 0000 0101
int b = ~a;   // 1111 1010（补码表示）
System.out.println(b); // 输出：-6

注意：
- Java 使用补码表示负数，~5 实际上是 -6。

(5) 左移（<<）

规则：所有位向左移动，低位补 0。

示例：

int a = 5;    // 0000 0101
int b = a << 1; // 0000 1010 → 10
System.out.println(b); // 输出：10

应用：
- 快速计算 a * 2^n（如 a << 3 = a * 8）。

(6) 右移（>>）

规则：所有位向右移动，高位补符号位（正数补 0，负数补 1）。

示例：

int a = 5;    // 0000 0101
int b = a >> 1; // 0000 0010 → 2
int c = -5 >> 1; // 1111 1101 → -3
System.out.println(b + ", " + c); // 输出：2, -3

应用：
- 快速计算 a / 2^n（如 a >> 2 = a / 4）。

(7) 无符号右移（>>>）

规则：所有位向右移动，高位补 0（不考虑符号位）。

示例：

int a = -5;    // 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011
int b = a >>> 1; // 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 → 2147483645
System.out.println(b); // 输出：2147483645

应用：
- 处理无符号整数（Java 没有无符号类型，但可以用 >>> 模拟）。

3. 位运算的常见用途

(1) 判断奇偶

if ((n & 1) == 0) {
    System.out.println("偶数");
} else {
    System.out.println("奇数");
}

(2) 交换两个数

int x = 5, y = 3;
x = x ^ y;
y = x ^ y;
x = x ^ y;
System.out.println(x + ", " + y); // 输出：3, 5

(3) 计算绝对值

int a = -5;
int abs = (a ^ (a >> 31)) - (a >> 31);
System.out.println(abs); // 输出：5

(4) 判断是否为 2 的幂

boolean isPowerOfTwo = (n & (n - 1)) == 0;
System.out.println(isPowerOfTwo); // 8 → true, 7 → false

(5) 快速计算 2^n

int power = 1 << n; // 2^n
System.out.println(power); // n=3 → 8

4. 总结

运算符	用途	示例
`&`	判断奇偶、权限控制	`(n & 1) == 0`
`\|`	合并标志位	`READ \| WRITE`
`^`	交换变量、加密	`a ^= b; b ^= a; a ^= b;`
`~`	取反	`~5 → -6`
`<<`	快速乘以 2^n	`5 << 2 → 20`
`>>`	快速除以 2^n	`-5 >> 1 → -3`
`>>>`	无符号右移	`-5 >>> 1 → 2147483645`

到此这篇关于Java常见运算符之位运算符的文章就介绍到这了,更多相关Java位运算符大全内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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