Java位操作全面总结

在计算机中所有数据都是以二进制的形式储存的。位运算其实就是直接对在内存中的二进制数据进行操作，因此处理数据的速度非常快。在实际编程中，如果能巧妙运用位操作，完全可以达到四两拨千斤的效果，正因为位操作的这些优点，所以位操作在各大IT公司的笔试面试中一直是个热点问题。

位操作基础

基本的位操作符有与、或、异或、取反、左移、右移这6种，它们的运算规则如下所示：

注意以下几点：

1. 在这6种操作符，只有~取反是单目操作符，其它5种都是双目操作符。
2. 位操作只能用于整形数据，对float和double类型进行位操作会被编译器报错。
3. 位操作符的运算优先级比较低，因为尽量使用括号来确保运算顺序，否则很可能会得到莫明其妙的结果。比如要得到像1，3，5，9这些2^i+1的数字。写成int a = 1 ? i + 1;是不对的，程序会先执行i + 1，再执行左移操作。应该写成int a = (1 ? i) + 1;
4. 另外位操作还有一些复合操作符，如&=、|=、 ^=、?=、?=。

package com.king.bit;

/**
 * @author taomk
 * @version 1.0
 * @since 15-5-10 下午2:23
 */
public class BitMain {

    public static void main(String [] args) {
        int a = -15, b = 15;
        System.out.println(a >> 2); // -4：-15 = 1111 0001(二进制)，右移二位，最高位由符号位填充将得到1111 1100即-4
        System.out.println(b >> 2); // 3：15=0000 1111(二进制)，右移二位，最高位由符号位填充将得到0000 0011即3
    }
}

常用位操作小技巧

下面对位操作的一些常见应用作个总结，有判断奇偶、交换两数、变换符号及求绝对值。这些小技巧应用易记，应当熟练掌握。

判断奇偶

只要根据最未位是0还是1来决定，为0就是偶数，为1就是奇数。因此可以用if ((a & 1) == 0)代替if (a % 2 == 0)来判断a是不是偶数。下面程序将输出0到100之间的所有偶数：

    for (int i = 0; i < 100; i ++) {
        if ((i & 1) == 0) { // 偶数
            System.out.println(i);
        }
    }

交换两数

int c = 1, d = 2;
c ^= d;
d ^= c;
c ^= d;
System.out.println("c=" + c);
System.out.println("d=" + d);

可以这样理解：
第一步 a^{=b 即a=(a}b)；
第二步 b^{=a 即b=b}(a^b)，由于运算满足交换律，b^(ab)=b^ba。由于一个数和自己异或的结果为0并且任何数与0异或都会不变的，所以此时b被赋上了a的值；
第三步 a^{=b 就是a=a}b，由于前面二步可知a=(a^{b)，b=a，所以a=a}b即a=(a^b)a。故a会被赋上b的值；

变换符号

变换符号就是正数变成负数，负数变成正数。
如对于-11和11，可以通过下面的变换方法将-11变成11

1111 0101(二进制) –取反-> 0000 1010(二进制) –加1-> 0000 1011(二进制)

同样可以这样的将11变成-11

0000 1011(二进制) –取反-> 0000 0100(二进制) –加1-> 1111 0101(二进制)

因此变换符号只需要取反后加1即可。完整代码如下：

int a = -15, b = 15;
System.out.println(~a + 1);
System.out.println(~b + 1);