Java运行符学习笔记

前言

我们可能经常看到以下这样的代码，看得真是云里雾里。 下面我们来学习一下这些符号，它们是如何工作的吧。

读写锁中源码

线程池中源码

这里涉及到一些二进制的知识。

下面正式开始吧！

介绍以下运算符计算

~ & ^ |

这里用int来计算， 然而int 为32位（具体可以Integer.SIZE，Long为64位。）。让我们逐个击破吧!

& 与运算

&与运算 ，两个操作数中位都为1，结果才为1，否则结果为0，

int a=129;//10000001
int b=127;//01111111 ,正数前面0为补位。
int c=-2; //-2为，01，因为是负数前面不是补0，是补1，补够32位。（前面说了int 为32位。）11111111111111111111111111111110 ,

System.out.printf("二进制 %s : %s%n",a,Integer.toBinaryString(a));
System.out.printf("二进制 %s : %s%n",b,Integer.toBinaryString(b));
System.out.printf("二进制 %s : %s%n",c,Integer.toBinaryString(c));
System.out.println("&与运算:"+(a&b));
System.out.println("&与运算:"+(a&c));
System.out.println("&与运算:"+(b&c));

运行结果

二进制 129 : 10000001

二进制 127 : 1111111

二进制 -2 : 11111111111111111111111111111110

&与运算:1

&与运算:128

&与运算:126

---

来详细计算一下，再下面的例子就不详细计算了，因为计算方式都是类似的。 二进制 129 : 10000001，这里是要补够32位。（int为32位）

下面是129 & 127

敲重点 按照&与运算 ，两个操作数中位都为1，结果才为1，否则结果为0。 正数前面补0，,负数前面补1，补够32位，下面的例子会详细展开负数的计算。

00000000000000000000000010000001

00000000000000000000000001111111

00000000000000000000000000000001 //这个为结果，结果为1.

129 & -2

负数的补码计算方式特别一些。

符号位是表示最高那一位，就是左边第一位。比如01111111 ，这里的0就是最高位。

⑴如果补码的符号位为“0”，表示是一个正数，其原码就是补码。

⑵如果补码的符号位为“1”，表示是一个负数，那么求给定的这个补码的补码就是要求的原码。

我们来算算-2的补码吧。

2 的二进制是 00000000000000000000000000000010

第一步 取反 11111111111111111111111111111101

第二步 加1 得 11111111111111111111111111111110 //-2的补码

00000000000000000000000010000001

11111111111111111111111111111110

00000000000000000000000010000000 //这个为结果，结果为128.

| 或运算符

两个位只要有一个为1，那么结果就是1，否则就为0。

//或运算符用符号“|”
//两个位只要有一个为1，那么结果就是1，否则就为0
int a=129;//00000000000000000000000010000001

int b=128;//00000000000000000000000010000000
int c=-2; //11111111111111111111111111111110 负数补码方式参考上面

System.out.println("|或运算:"+(a|b));
System.out.println("|或运算:"+(a|c));
System.out.println("|或运算:"+(b|c));

       

运行结果

注意：高位为1，即负数。结果要保留高位，其他取反，加一。得到结果。

|或运算:129
|或运算:-1
|或运算:-2

~ 非运算符

非运算符用符号“~”表示，其运算规律如下：

如果位为0，结果是1，如果位为1，结果是0

int a=129;//10000001
int b=128;//10000000
int c=127;//01111111 ,前面0为补位。
int d=2;//10
int e=-3;//11

System.out.println("~非运算:"+~a);
System.out.println("~非运算:"+(~b));
System.out.println("~非运算:"+(~c));
System.out.println("~非运算:"+(~d));
System.out.println("~非运算e:"+(~e));
       

运行结果

~非运算:-130
~非运算:-129
~非运算:-128
~非运算:-3
~非运算e:2

~非详细计算例子

注意这个是人工的计算方式：

二进制 129:
00000000000000000000000010000001

第一步取反，结果得： 11111111111111111111111101111110 //这个机器会直接输出-130，像下面这样

//0b代表二进制

System.out.println(“~129:”+0b11111111111111111111111101111110);

简单来说就是 129+1=130，取反，变负数，-130。

简单来说就是 -3+1=-2，取反，变正数，2。

那结果11111111111111111111111101111110，是怎么转换成-130的呢？

人工计算一下。

第一步，保留高位符号，其他去反，

得： 10000000000000000000000010000001

加一 10000000000000000000000010000010

高位不参与计算，得出结果就130，由于高位是1，为负数，得-130。

^异或运算符

异或运算符是用符号“^”表示的，其运算规律是：

两个操作数的位中，相同则结果为0，不同则结果为1

//两个操作数的位中，相同则结果为0，不同则结果为1
int a=129;//10000001
int b=2;  //10，记得要补位。
int c=-3;//11111111111111111111111111111101 //补码

//System.out.printf(Integer.toBinaryString(c));
System.out.printf("^异或运算 %s ^ %s : %s %n",a,b,a^b);
System.out.printf("^异或运算 %s ^ %s : %s %n",b,c,b^c);
System.out.printf("^异或运算 %s ^ %s : %s %n",a,c,a^c);
       

运行结果

^异或运算 129 ^ 2 : 131 
^异或运算 2 ^ -3 : -1 
^异或运算 129 ^ -3 : -132 

运算符 << ， >> ， >>>

<<	左移运算符，将运算符左边的对象向左移动运算符右边指定的位数（在低位补0） x<<3
> >	“有符号”右移运算 符，将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。使用符号扩展机制，也就是说，如果值为正，则在高位补0，如果值为负，则在高位补1.x>>3
> > >	“无符号”右移运算 符，将运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。采用0扩展机制，也就是说，无论值的正负，都在高位补0.

/**
    * 2进制为00000010，后移3为了00010000 ，等于 16
    */
   System.out.println("<<:"+(2<<3));
   /**
    * 16进制为00010000，前移2为了00000100 等于4
    */
   System.out.println(">>:"+(16>>2));
   System.out.println(">>:"+(-16>>2));
   System.out.println(">>>:"+(-8>>>1));
   System.out.println(">>>:"+(-0b00001000));
   System.out.println(">>>:"+(-0b00000100));

  
   

运行结果

<<:16
>>:4
>>:-4
>>>:2147483644
>>>:-8
>>>:-4

总结

本人知识有限，如有描述错误之处，愿虎正。

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