java位元運算的技巧有哪些

什麼是位元操作

我們都知道資料在電腦儲存的形式是二進位數據，位元操作就是一種在二進位層面操作資料的方法，位元操作直接操作0,1構成的二進位資料。

基本的位元運算

基本的位元運算有六種，分別是** 與或非異或左移右移**

#符號	描述	#運算規則
&	與	兩個位元都為1時，結果才為1
或	兩個位元都為0時，結果才為0
^	異或	兩個位元相同時，結果為1，不相同為0
~	取反	0變1,1變0
	左移	各二進位全部左移若干位，高位丟棄，低位補0
>>	#右移	各二進位全部左移若干位，高位丟棄，高位補符號位，或補零，依不同編譯器

#

• ** 首先，必須明確位元運算只能對整數進行操作**

• #在jdk中，java右移是進行算術右移運算

• ** 位元運算的優先權很低，所以最好用括號**

上述程式碼的輸出結果：

下面我們就分析為什麼會輸出這個結果：

• 首先對於13 ，我們寫出他的二進制：0000 1101

• #右移兩位： 0000 0011，由於jdk中的右移是算術右移，所以高位補00，結果為3

• 對於-13，二進位代碼： 1111 0011

• 右移兩位，高位補符號位，1111 1100，結果是-4

位元操作的常用技巧

#位元運算常用於一些小操作，由於他只能操作整形數，所以用途有限，但是一些常用的小技巧是非常值得掌握的，判斷奇偶，交換兩數，交換符號，求絕對值等。下面我們就將一一介紹。

判斷奇偶

奇偶的區別體現在二進位上，就是結尾是0,1 顯然當結尾為0時，是偶數，當結尾為1是最後一位奇數。所以判斷奇偶的方法是：

一個小的測試程式：

上面這個程式將會輸出所有1000以內的偶數

交換兩數

利用位元運算交換兩個數的好處是不用第三個temp變數(限制是只能交換整數變數)

分析交換是怎麼產生的：
首先a^=b 即a=(a^b);
b^=a 即b= b^(ab)，由於^{運算滿足交換律，b}(a^b)=bb^a。一個數和自己異或肯定是0，因為自己一定是等於自己的啦，那麼一個數和0異或的話，1和0異或還是1，0和0異或還是0，所以顯然一個數和0異或之後當然還是自己本身。所以此時，b被賦值為a。
最後一步，a^=b 是a=a^{b，由於前面二步可知a=(a}b)，b=a，所以a=a^b即a=(a b)^a。故a會被賦上b的值。

變換符號

變換符號顯然很簡單，根據類似補碼，取反加一就可以了。

求絕對值

求絕對值就是在變換符號的基礎上實現的，我們只要先判斷是否為負數，若是負數，就變換符號，不是，就直接回傳。
判斷正負可以直接判斷其符號位，右移31位，取到符號位,判斷正負

#對於任何數，與0異或都會保持不變，與-1即0xFFFFFFFF異或就相當於取反。因此，a與i異或後再減i（因為i為0或-1，所以減i即是加0或加1）也可以得到絕對值。所以可以對上面程式碼優化下：

位元操作的應用

常見的演算法題，位元操作實現A B的操作是常見的演算法題。

上述程式碼就實作了不用 運算符，利用位元運算實作兩個數的相加運算。
現在我們來講解位運算實現兩個數相加的原理
首先，十進位中，我們知道，7 8，不進位和是5，進位是1，然後我們可以根據不進位和和進位5 1*10算出最後的結果15。
類似二進位也可以採取這種方法
例如
a = 3，b = 6
a : 0011
b : 0110
不進位和： 0101   也就是5
進位：0010  也就是2
所以a b變成5 （25　　　　0101
2因此a b就變成了1 4 然後有
1　　　　0001
4不進位和1001  = 9##進位0000  = 0
當時進位為0時，不進位和為9即a b之和。

可以發現上述是一個遞歸的過程，所以也就不難寫出程式碼了。求兩個數的不進位和實際上就是將兩個數異或操作即可。

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