Java二進制-補碼，左移，右移，無符號右移

一、二進制

• 二進制的最高位是符號位（整數是0，負數是1）
• Java中沒有無符號數
• 計算機以整數的補碼進行計算

原碼：將一個整數轉換爲二進制

以int類型爲例，int類型在Java中是4個字節，32位
例如：

2 的原碼：00000000 00000000 00000000 00000010

-2的原碼：10000000 00000000 00000000 00000010

反碼

正數的反碼：與原碼相同

負數的反碼：符號位不變，其它位取反
例如：

-2的反碼：11111111 11111111 11111111 11111101

補碼

正數的補碼：與原碼相同

負數的補碼：反碼+1

例如:

-2 的補碼爲：01111111 11111111 11111111 11111110

二、位運算

Java中有4個位運算符：

1. 按位與 &：兩位都爲1，結果爲1

例如，2&3 = 2

2 的原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000010

3 的原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000011

2&3 原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000010 = 2

2. 按位或 |：至少一位爲1，結果爲1

例如，2|3 = 3

2 的原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000010

3 的原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000011

2|3 原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000011 = 3

3. 按位異或 ^：兩位一個爲1、一個爲0，結果爲1

例如，2|3 = 3

2 的原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000010

3 的原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000011

2^3 原碼爲： 00000000 00000000 00000000 00000001 = 1

4. 按位取反 ～：0變成1、1變成0

例如，～2 = -3

對2的原碼取反：11111111 11111111 11111111 11111101 （取反後結果的補碼，也就是-3的補碼。我們需要從補碼推出原碼，才能得到-3）

  轉換成反碼：    11111111 11111111 11111111 11111100 （補碼減1）

轉換成原碼： 10000000 00000000 00000000 00000011 =-3 （符號爲不變，其他位取反）

三、移位

左移<<

• 左移的規則只記住一點：丟棄高位，低位空位補0
• 移動的位數超過了該類型的最大位數編譯器會對移動的位數取模。比如int類型移動33位，實際移動1位
• 左移n位就相當於乘以2的n次方

例如

3 <<2(3爲int型)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100

右移>>

• 符號位不變，左邊補上符號位
• 右移一位相當於除2，右移n位相當於除以2的n次方

例如

11 >>2(11爲int型)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

無符號右移>>>

value >>> num

num 指定要移位值value 移動的位數。

無符號右移的規則只記住一點：忽略了符號位擴展，0補最高位

總結

1. 正數的原碼、反碼、補碼都一樣；
2. 負數的反碼 = 原碼的符號位不變，其他位取反；
3. 負數的補碼 = 反碼+1；
4. 0的原碼、反碼、補碼都是0；
5. 計算機以補碼進行運算；
6. 取反不同於反碼；

參考鏈接：https://www.cnblogs.com/blog-cq/p/5793529.html