Java中的二進位制基礎
阿新 • • 發佈：2019-01-06
二進位制與進位制轉換
二進位制是計算技術中廣泛採用的一種數制。二進位制資料是用0和1兩個數碼來表示的數。它的基數為2，進位規則是“逢二進一”，借位規則是“借一當二”，由18世紀德國數理哲學大師萊布尼茲發現。當前的計算機系統使用的基本上是二進位制系統，資料在計算機中主要是以補碼的形式儲存的。計算機中的二進位制則是一個非常微小的開關，用“開”來表示1，“關”來表示0。 二進位制的轉換：例如，設有一個二進位制數：0110 0100（由後至前分別為第0位，第1位……第7位），轉換為10進製為：
下面是豎式：
01100 100 換算成 十進位制
第0位 0 x 2^0 = 0
第1位 0 x 2^1 = 0
第2位 1 x 2^2 = 4
第3位 0 x 2^3 = 0
第4位 0 x 2^4 = 0
第5位 1 x 2^5 = 32
第6位 1 x 2^6 = 64
第7位 0 x 2^7 = 0
(01100 100) =100
二進位制位運算
優點：特定情況下，計算方便，速度快；由於多數電子裝置都由二進位制書寫的，所以支援面廣；較於算術方法，邏輯簡單。（機器預設32位）按位與（&）
兩位全為1，結果才為1：0&0=0； 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1; 例如：51&5 即0011 0011 & 0000 0101 = 0000 0001 所以51&5=1. 用法： （1）清零：如果想要一個單位清零，那麼使其全部二進位制為0，只要與一個各位都為零的數值想與，結果為零。按位或（|）
只要有一個為1，結果就為1： 0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1； 例如：51|5 即00110011 | 0000 0101 = 0011 0111 所以51|5 =55； 用法：常用來對一個數據的某些位置1；找到一個數，對應X要置1的位，該數的對應位為1，其餘位為零。此數與X相或可使X中的某些位置1。 例如：將X=1010 0000 的低四位置1，用X | 0000 1111 =1010 1111 就可以得到異或運算（^）
兩個相應位為“異”（值不同），則該位結果為1，否則為0: 0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0; 例如：51^5 即 0011 0011 ^ 0000 0101 = 0011 0110 所以51^5=54； 用法： （1）使特定位翻轉：找一個數，對應X要翻轉的各位，該數的對應位為1，其餘位為零，此數與X對應位異或就可以得到； 例如：X=1010 1110,使X低4位翻轉，用X ^ 0000 1111 = 1010 0001就可以得到 （2）與0相異或，保留原值 例如：X ^ 0000 0000 = 1010 1110 （3）兩個變數交換值的方法：1、藉助第三個變數來實現： C=A; A=B; B=C; 2、 利用加減法實現兩個變數的交換：A=A+B; B=A-B;A=A-B;
3、用位異或運算來實現：利用一個數異或本身等於0和異或運算符合交換律
例如：A=A^B;B=A^B;A=A^B;
取反運算（~）
對於一個二進位制數按位取反，即將0變1，1變0： ~1=0; ~0=1;左移運算（<<）
將一個運算物件的各二進位制位全部左移若干位（左邊的二進位制丟棄，右邊補零） 2<<1 = 4 : 10 <<1 =100=4 若左移時捨棄的高位不包括1，則每左移一位，相當於該數乘以2。 例如： 11(1011) << 2 = 4411(0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011)(32bit) （在JAVA中整型是32位的，前面的0都省略了，所以1011中第一個“1”並不是高位，實際上是符合高位不包括1的條件） -14（二進位制：1111 0010）<< 2= (1100 1000) （高位包括1，不符合規則）
右移運算（>>）
將一個數的各二進位制位全部右移若干位，正數左補0，負數左補1，右邊丟棄。運算元每右移一位，相當於該數除以2. 左補0 or 補1 得看被移數是正還是負。 例：1=4 >> 2 例：-14(1111 0010) >> 2 = -4 (1111 1100 )無符號右移運算（>>>）
各個位向右移指定的位數。右移後左邊突出的位用零來填充。移出右邊的位被丟棄 例如： -14>>>2 即-14（1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0010）>>> 2 =（0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100） = 1073741820負數以其正值的補碼形式表示
原碼： 一個整數按照絕對值大小轉化成的二進位制數為原碼 例如：14的原碼為0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110 反碼：將二進位制數按位取反，所得的新二進位制數稱為原二進位制數的反碼。 例如：14的反碼為1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0001 補碼：反碼加1稱為補碼 例如：1111 1111 1111 1111 1111 1111 11110001 +1 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 11110010 -14（1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0010）<< 2 =（1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 1000） =？ （即為-56） 分析： 只需要求出該補碼的原碼對應的正值，然後取相反數： 1、補碼減一得到反碼：（...1100 0111） 2、補碼取反得到原碼（即該負數的正值） （...0011 1000） 3、計算正值 按照二-十進位制轉換規則，正值為56 4、取相反數就會得到負數：-56 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------JDK內建的進位制轉換
Java內建的進位制轉換：| 十進位制轉成十六進位制 | Integer.toHexString(int i) |
| 十進位制轉成八進位制 | Integer.toOctalString(int i) |
| 十進位制轉成二進位制 | Integer.toBinaryString(int i) |
| 十六進位制轉成十進位制 | Integer.valueOf("FFFF",16).toString() |
| 八進位制轉成十進位制 | Integer.valueOf("376",8).toString() |
| 二進位制轉成十進位制 | Integer.valueOf("0101",2).toString() |
示例程式碼：
public static void main(String[] args) {
//十進位制轉換成其他進位制
System.out.println("十進位制轉換成二進位制："+Integer.toBinaryString(112));
System.out.println("十進位制轉換成十六進位制："+Integer.toHexString(112));
System.out.println("十進位制轉換成八進位制："+Integer.toOctalString(112));
System.out.println("");
//其他進位制轉換成十進位制
System.out.println("二進位制轉換成十進位制："+Integer.parseInt("111001", 2));
System.out.println("八進位制轉換成十進位制："+Integer.parseInt("27", 8));
System.out.println("十六進位制轉換成十進位制："+Integer.parseInt("A8", 16));
System.out.println("");
System.out.println("二進位制轉換成十進位制："+Integer.valueOf("111001",2).toString());
System.out.println("八進位制轉換成十進位制："+Integer.valueOf("27",8).toString());
System.out.println("十六進位制轉換成十進位制："+Integer.valueOf("A8",16).toString());
}Java中的進位制
Java平時開發中“進位制轉換”和“位操作”用的不多，Java處理的是高層； 在跨平臺中用的較多，如：檔案讀寫，資料通訊. Java中基本型別： int資料型別：byte(8bit ,-128~127) short(16 bit) int(32 bit) long(64 bit) float資料型別： 單精度(32 bit float)、雙精度(64 bit double) boolean型別： true false char資料型別：unicode字元(16位) 對應的類型別： Integer、Float、Boolean、Character、Double、Short、Byte、Long 資料型別轉化成位元組： 8143（0000 0000 0000 0000 0001 1111 1100 1111） => byte[] b =[-49,31,0,0] 第一個（低端）位元組：8143>>0*8 & 0xff =（1100 1111）= 207（或有符號的-49） 第二個（低端）位元組：8143>>1*8 & 0xff =（0001 1111）= 31 第三個（低端）位元組：8143>>2*8 & 0xff =（0000 0000）= 0 第三個（低端）位元組：8143>>2*8 & 0xff =（0000 0000）= 0PS： 小端法（Little-Endian）：低位位元組排放在記憶體的低地址端即該值的起始地址，高位位元組排放在記憶體的高地址端 大端發（Big-Endian）：高位位元組排放在記憶體的低地址端即該值的起始地址，低位位元組排放在記憶體的高地址端 例如： 32bit寬的數0x12 34 56 78 在Little-endian模式CPU記憶體中存放的存放方式（假設從地址0x4000開始存放）為：
而在Big-endian模式CPU記憶體中的存放方式則為：
字串->位元組陣列 String s; byte[] bs =s.getBytes(); 位元組陣列->字串 byte[] bs = new byte[int]; String s = new String(bs);或 String s = new String(bs,encode); //encode指編碼方式“gb2312,utf-8” 參考資料： http://baike.baidu.com/view/18536.htm http://www.cnblogs.com/lds85930/archive/2007/09/19/897912.html
http://www.imooc.com/learn/195