Java 的幾種運算子

阿新 • • 發佈：2020-07-05

一、原碼、反碼、補碼

1  用二進位制表示                00000001
-1 如果只變符號位（原碼）        10000001
那麼 1 + -1 =                 10000010 = -2
-1 的反碼                     11111110       除去符號位，整體翻轉
-1 的補碼（反碼加 1）           11111111 補碼  也等於  0 - 1 的原（補）碼
1  的補碼 + -1 的補碼          10000000 = 0， 溢位 1 位

int 為 4 個位元組，32 位，1 位作為符號位，表示大小的有 31 位

為了方便運算，Java 整數二進位制預設使用補碼錶示

，正數和 0 的補碼不變，負數的補碼為反碼加 1

0:        00000000000000000000000000000000  32個0
2^32-1:   01111111111111111111111111111111  0 + 31個1
-2^31:    10000000000000000000000000000000  1 + 31個0
-2^31+1:  10000000000000000000000000000001  1 + 30個0 + 1
-1:       11111111111111111111111111111111  32個1

String s = Integer.toBinaryString(0x80000000); // 0x80000000: -2^31

1111 = 15 = 1*2^3 + 1*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0，0001 為 1，等於 2^0

二、移位運算子

`<<`

: 左移運算子

num << 1，num 轉換為二進位制，長度固定，丟棄最左邊指定位數，1 位，整體向左移動 1 位，後面補 0。

以 int 型別為例，4 個位元組，32 位，表示 -2^31 ~ 2^31 - 1，10000000000000000000000000000000 ~ 01111111111111111111111111111111，最左位是符號位，當小於 2^31 - 1 時，最左邊都是 0，所以 0 代表為正數，1 代表為負數。

當 num 為正數，且沒有達到最大值時，即左邊的 0 夠多時，num << 1 相當於二進位制每一位轉十進位制時在原來基礎上再乘以 2，相當於 num 乘以 2。達到最大值後，正數可能變負數。

`>>` : 右移運算子

num >> 1，num 轉換為二進位制，丟棄最右邊指定位數，1 位，整體向右移動 1 位，後面補符號位，如果 num 為正數，補 0，如果為負數，補 1。

當 num 為正數時，num >> 1 相當於 num 除以 2 取整（/）。

int 型別 4 位元組，正數右移 31 位變為 0，右移 32 位相當於不移位，當大於 32 位時，先求餘，再移位。long 型別 64 位取餘。

`>>>` : 無符號右移運算子

丟棄最右邊指定位數，整體右移指定位，忽略符號位，後面空位都以 0 補齊。

因為左邊沒有符號，所以沒有無符號左移。或者說，左移運算子就是無符號左移。

    public static void main(String[] args) {
        int intValue = 733183670;
        int intValue2 = -733183670;
        System.out.println(intValue + " 左移 1 位：" + (intValue << 1)); // 1466367340
        System.out.println(intValue2 + " 左移 1 位：" + (intValue2 << 1)); // -1466367340
        System.out.println(intValue + " 右移 8 位：" + (intValue >> 8)); // 2863998 (733183670/256)
        System.out.println(intValue2 + " 右移 8 位：" + (intValue2 >> 8)); // -2863999
        // 無符號右移，將資料變小，且最終為正數
        System.out.println(intValue + " 無符號右移 8 位：" + (intValue >>> 8)); // 2863998
        System.out.println(intValue2 + " 無符號右移 8 位：" + (intValue2 >>> 8)); // 13913217
    }

733183670 << 1，左移 1 位：

-733183670 >> 8，右移 8 位：

-733183670 >>> 8，無符號右移 8 位：

三、位運算子

先轉換為二進位制後再運算
& 按位與：1&1==1 / 1&0==0 / 0&0==0，都為 1，則為 1，否則為 0
| 按位或：1|1==1 / 1|0==1 / 0|0==0，有一個為 1，則為 1，否則為 0
~ 按位非：~1==0 / ~0==1, 單位為 bit，整數型別的話：~1==-2 -->~0b00000000000000000000000000000001==0b11111111111111111111111111111110
^: 異或運算子 1^1==0 / 1^0==1 / 0^0==0，相同為 0，不同為、1