Java位运算直接作用于整数的二进制补码表示，支持&、|、^、~、、>>>七种运算符，小类型自动提升为int，常用于掩码、权限、位提取等底层操作。

Java 中基本数据类型（byte、short、int、long、char）的位运算是直接作用于其**二进制补码表示**上的，不是简单按十进制算术理解。所有位运算都以整数在内存中的实际二进制形式为操作对象，且结果仍为对应整型类型。

位运算操作的是补码，不是原码

Java 中负数一律用补码存储。例如：
- 5 的 int 补码是 00000000 00000000 00000000 00000101
- -5 的 int 补码是 11111111 11111111 11111111 11111011（由原码取反再+1得到）
位运算（如 &、|、^、~）对这两个补码逐位计算，结果也按补码解释为十进制数。

这意味着：
- ~5 不等于 -5，而是 -6（因为 ~000…0101 = 111…1010，即 -6）
- -10 & 8 需先写出 -10 的补码（11110110），再与 8（00001000）按位与，得 00000000 → 结果为 0

支持的位运算符及对应行为

Java 提供 7 种位运算符，全部适用于整型基本类型：

• &：按位与。同为 1 才得 1；常用于掩码提取（如 value & 0xFF 取低 8 位）
• |：按位或。有 1 就得 1；常用于权限合并（如 READ | WRITE）
• ^：按位异或。相同为 0，不同为 1；满足 a ^ a == 0、a ^ 0 == a，可用于交换变量或校验
• ~：按位取反。单目运算，每位 0↔1；注意符号位也被翻转，结果必为负数（除非操作数为 0）
• ：有符号左移。高位丢弃，低位补 0；等价于乘以 2ⁿ（不溢出前提下）
• >>：有符号右移。低位丢弃，高位补符号位；正数补 0，负数补 1；等价于带符号除以 2ⁿ
• >>>：无符号右移。低位丢弃，高位一律补 0；负数右移后变正，常用于位提取（如获取某段比特）

不同类型参与运算时的自动提升规则

Java 会将较小类型**自动提升为 int** 再运算（除非显式使用 long）：

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• byte b = 5; b & 3 → 先将 b 和 3 都转为 int，再计算，结果为 int
• 若需保持 byte 类型，必须强制转型：(byte)(b & 3)
• char c = 'A'; c | 0x20 → char（16 位）提升为 int（32 位）后运算
• long 运算需至少一个操作数带 L 后缀，否则仍按 int 处理（如 1L 正确，1 是 int 左移，结果可能非预期）

典型实用示例（紧扣二进制操作）

以下代码体现“真正操作二进制位”的本质：

• 判断奇偶：n & 1 —— 只看最低位，0 表示偶，1 表示奇
• 清零低 4 位：n & ~0xF —— 先 ~0xF 得全 1…11110000，再与操作屏蔽低位
• 获取第 k 位（从 0 开始）：(n >> k) & 1 —— 右移到最低位，再 &1 提取
• 设置第 k 位为 1：n | (1
• 翻转第 k 位：n ^ (1

这些操作不依赖数值大小，只依赖二进制位模式，是底层控制的核心手段。

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