Java的位運算子詳解例項——與（&）、非（~）、或（|）、異或（^）
位運算子主要針對二進位制，它包括了：“與”、“非”、“或”、“異或”。從表面上看似乎有點像邏輯運算子，但邏輯運算子是針對兩個關係運算符來進行邏輯運算，而位運算子主要針對兩個二進位制數的位進行邏輯運算。下面詳細介紹每個位運算子。
1．與運算子
與運算子用符號“&”表示，其使用規律如下：
兩個運算元中位都為1，結果才為1，否則結果為0，例如下面的程式段。
public class data13
{
public static void main(String[] args)
{
int a=129;
int b=128;
System.out.println("a 和b 與的結果是："+(a&b));
}
}
執行結果
a 和b 與的結果是：128
下面分析這個程式：
“a”的值是129，轉換成二進位制就是10000001，而“b”的值是128，轉換成二進位制就是10000000。根據與運算子的運算規律，只有兩個位都是1，結果才是1，可以知道結果就是10000000，即128。
2．或運算子
或運算子用符號“|”表示，其運算規律如下：
兩個位只要有一個為1，那麼結果就是1，否則就為0，下面看一個簡單的例子。
public class data14
{
public static void main(String[] args)
{
int a=129;
int b=128;
System.out.println("a 和b 或的結果是："+(a|b));
}
}
執行結果
a 和b 或的結果是：129
下面分析這個程式段：
a 的值是129，轉換成二進位制就是10000001，而b 的值是128，轉換成二進位制就是10000000，根據或運算子的運算規律，只有兩個位有一個是1，結果才是1，可以知道結果就是10000001，即129。
3．非運算子
非運算子用符號“~”表示，其運算規律如下：
如果位為0，結果是1，如果位為1，結果是0，下面看一個簡單例子。
public class data15
{
public static void main(String[] args)
{
int a=2;
System.out.println("a 非的結果是："+(~a));
}
}
4．異或運算子
異或運算子是用符號“^”表示的，其運算規律是：
兩個運算元的位中，相同則結果為0，不同則結果為1。下面看一個簡單的例子。
public class data16
{
public static void main(String[] args)
{
int a=15;
int b=2;
System.out.println("a 與 b 異或的結果是："+(a^b));
}
}
執行結果
a 與 b 異或的結果是：13
分析上面的程式段：a 的值是15，轉換成二進位制為1111，而b 的值是2，轉換成二進位制為0010，根據異或的運算規律，可以得出其結果為1101 即13。
Java中的運算子（操作符）
程式的基本功能是處理資料，任何程式語言都有自己的運算子。因為有了運算子，程式設計師才寫出表示式，實現各種運算操作，實現各種邏輯要求。
為實現邏輯和運算要求，程式語言設定了各種不同的運算子，且有優先順序順序，所以有的初學者使用複雜表示式的時候搞不清楚。這裡詳細介紹一下Java中的運算子。
Java運算子很多，下面按優先順序列出了各種運算子。
| 優先順序 | 運算子分類 | 結合順序 | 運算子 |
| 由
高 到 低 |
分隔符 | 左結合 | . [] ( ) ; , |
| 一元運算子 | 右結合 | ! ++ -- - ~ | |
|
算術運算子 移位運算子 |
左結合 | * / % + - << >> >>> | |
| 關係運算符 | 左結合 | < > <= >= instanceof(Java 特有) = = != | |
| 邏輯運算子 | 左結合 | ! && || ~ & | ^ | |
| 三目運算子 | 右結合 | 布林表示式?表示式1:表示式2 | |
| 賦值運算子 | 右結合 | = *= /= %= += -= <<= >>= >>>= &= *= |= |
一、一元運算子
因運算元是一個，故稱為一元運算子。
| 運算子 | 含義 | 例子 |
| - | 改變數值的符號，取反 | -x（-1*x） |
| ~ | 逐位取反，屬於位運算子 | ~x |
| ++ | 自加1 | x++ |
| -- | 自減1 | x-- |
++x 因為++在前，所以先加後用。
x++ 因為++在後，所以先用後加。
注意：a+ ++b和a+++b是不一樣的（因為有一個空格）。
int a=10;
int b=10;
int sum=a+ ++b;
System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum);
執行結果是： a=10,b=11,sum=21
int a=10;
int b=10;
int sum=a+++b;
System.out.println("a="+a+",b="+b+",sum="+sum);
執行結果是：a=11,b=10,sum=20
n=10;
m=~n;
變數n的二進位制數形式： 00000000 00000000 00000000 00001010
逐位取反後，等於十進位制的-11： 11111111 11111111 11111111 11110101
二、算術運算子
所謂算術運算子，就是數學中的加、減、乘、除等運算。因算術運算子是運算兩個操作符，故又稱為二元運算子。
| 運算子 | 含義 | 例子 |
| + | 加法運算 | x+y |
| - | 減法運算 | x-y |
| * | 乘法運算 | x*y |
| / | 除法運算 | x/y |
| % | 取模運算（求餘運算） | x%y |
這些操作可以對不同型別的數字進行混合運算，為了保證操作的精度，系統在運算過程中會做相應的轉化。數字精度的問題，我們在這裡不再討論。下圖中展示了運算過程中，資料自動向上造型的原則。
注：1、實線箭頭表示沒有資訊丟失的轉換，也就是安全性的轉換，虛線的箭頭表示有精度損失的轉化，也就是不安全的。
2、當兩個運算元型別不相同時，運算元在運算前會子鬆向上造型成相同的型別，再進行運算。
示例如下：
- int a=22;
- int b=5;
- double c=5;
- System.out.println(b+"+"+c+"="+(b+c));
- System.out.println(b+"-"+c+"="+(b-c));
- System.out.println(b+"*"+c+"="+(b*c));
- System.out.println(a+"/"+b+"="+(a/b));
- System.out.println(a+"%"+b+"="+(a%b));
- System.out.println(a+"/"+c+"="+(a/c));
- System.out.println(a+"%"+c+"="+(a%c));
執行結果如下：
5+5.0=10.0
5-5.0=0.0
5*5.0=25.0
22/5=4
22%5=2
22/5.0=4.4
22%5.0=2.0
三、移位運算子
移位運算子操作的物件就是二進位制的位，可以單獨用移位運算子來處理int型整數。
| 運算子 | 含義 | 例子 |
| << | 左移運算子，將運算子左邊的物件向左移動運算子右邊指定的位數（在低位補0） | x<<3 |
| >> | "有符號"右移運算 符，將運算子左邊的物件向右移動運算子右邊指定的位數。使用符號擴充套件機制，也就是說，如果值為正，則在高位補0，如果值為負，則在高位補1. | x>>3 |
| >>> | "無符號"右移運算 符，將運算子左邊的物件向右移動運算子右邊指定的位數。採用0擴充套件機制，也就是說，無論值的正負，都在高位補0. | x>>>3 |
以int型別的6297為例，程式碼如下：
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297>>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297>>>5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(6297<<5));
- System.out.println(Integer.toBinaryString(-6297<<5));
執行結果：
1100010011001
11111111111111111110011101100111
11000100
11111111111111111111111100111011
11000100
111111111111111111100111011
110001001100100000
11111111111111001110110011100000
注：x<<y 相當於 x*2y ；x>>y相當於x/2y
從計算速度上講，移位運算要比算術運算快。
如果x是負數，那麼x>>>3沒有什麼算術意義，只有邏輯意義。
四、關係運算符
Java具有完備的關係運算符，這些關係運算符同數學中的關係運算符是一致的。具體說明如下：
| 運算子 | 含義 | 例子 |
| < | 小於 | x<y |
| > | 大於 | x>y |
| <= | 小於等於 | x<=y |
| >= | 大於等於 | x>=y |
| == | 等於 | x==y |
| != | 不等於 | x!=y |
instanceof操作符用於判斷一個引用型別所引用的物件是否是一個類的例項。操作符左邊的操作元是一個引用型別，右邊的操作元是一個類名或者介面，形式如下：
obj instanceof ClassName 或者 obj instanceof InterfaceName
關係運算符產生的結果都是布林型的值，一般情況下，在邏輯與控制中會經常使用關係運算符，用於選擇控制的分支，實現邏輯要求。
需要注意的是：關係運算符中的"=="和"!="既可以操作基本資料型別，也可以操作引用資料型別。操作引用資料型別時，比較的是引用的記憶體地址。所以在比較非基本資料型別時，應該使用equals方法。
五、邏輯運算子
| A | !A |
| true | false |
|
false |
true |
| A | B | A&&B |
| false | false | false |
| true | false | false |
| false | true | false |
| true | true | true |
| A | B | A||B |
| false | false | false |
| true | false | true |
| false | true | true |
| true | true | true |
在運用邏輯運算子進行相關的操作，就不得不說“短路”現象。程式碼如下：
if(1==1 && 1==2 && 1==3){ }
程式碼從左至右執行，執行第一個邏輯表示式後：true && 1==2 && 1==3
執行第二個邏輯表示式後：true && false && 1==3
因為其中有一個表示式的值是false，可以判定整個表示式的值是false，就沒有必要執行第三個表示式了，所以java虛擬機器不執行1==3程式碼，就好像被短路掉了。
邏輯或也存在“短路”現象，當執行到有一個表示式的值為true時，整個表示式的值就為true，後面的程式碼就不執行了。
“短路”現象在多重判斷和邏輯處理中非常有用。我們經常這樣使用：
- public void a(String str){
- if(str!=null && str.trim().length()>0){
- }
- }
如果str為null，那麼執行str.trim().length()就會報錯，短路現象保證了我們的程式碼能夠正確執行。
在書寫布林表示式時，首先處理主要條件，如果主要條件已經不滿足，其他條件也就失去了處理的意義。也提高了程式碼的執行效率。
位運算是對整數的二進位制位進行相關操作，詳細運算如下：
| A | ~A |
| 1 | 0 |
|
0 |
1 |
| A | B | A&B |
| 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 |
| A | B | A | B |
| 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
| A | B | A&B |
| 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
示例如下：
- int a=15;
- int b=2;
- System.out.println(a+"&"+b+"="+(a&b));
- System.out.println(a+"|"+b+"="+(a|b));
- System.out.println(a+"^"+b+"="+(a^b));
運算結果如下：
15&2=2
15|2=15
15^2=13
程式分析：
| a | 1 | 1 | 1 | 1 | 15 |
| b | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| a&b | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| a|b | 1 | 1 | 1 | 1 | 15 |
| a^b | 1 | 1 | 0 | 1 | 13 |
按位運算屬於計算機低階的運算，現在我們也不頻繁的進行這樣的低階運算了。
六、三目運算子
三目運算子是一個特殊的運算子，它的語法形式如下：
布林表示式？表示式1：表示式2
運算過程：如果布林表示式的值為true，就返回表示式1的值，否則返回表示式2的值，例如：
int sum=90;
String str=sum<100 ? "失敗" : "成功";
等價於下列程式碼：
String str=null;
if(num<100){
str="失敗";
}else{
str="成功";
}
三目運算子和if……else語句相比，前者使程式程式碼更加簡潔。
七、賦值運算子
賦值運算子是程式中最常用的運算子了，示例如下：
| 運算子 | 例子 | 含義 |
| += | x+=y | x=x+y |
| -= | x-=y | x=x-y |
| *= | x*=y | x=x*y |
| /= | x/=y | x=x/y |
| %= | x%=y | x=x%y |
| >>= | x>>=y | x=x>>y |
| >>>= | a>>>=y | x=x>>>y |
| <<= | a<<=y | x=x<<y |
| &= | x&=y | x=x&y |
| |= | x|=y | x=x|y |
| ^= | x^=y | x=x^y |
大家可以根據自己的喜好選擇合適的運算子。
補充：
字串運算子： + 可以連線不同的字串。
轉型運算子： （） 可以將一種型別的資料或物件，強制轉變成另一種型別。如果型別不相容，會報異常出來。
package com.zf.binary;
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
/* 符號為:最高位同時表示圖號，0為正數，1為負數 */
/*
1、二進位制轉換為十進位制
二進位制轉換為10進位制的規律為： 每位的值 * 2的（當前位-1次方）
例如：
00000001 = 0 * 2^7 + 0 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 0 * 2^1 + 1 * 2^0 = 1
00000010 = 0 * 2^7 + 0 * 2^6 + 0 * 2^5 + 0 * 2^4 + 0 * 2^3 + 0 * 2^2 + 1 * 2^1 + 0 * 2^0 = 2
2、二進位制的符號位：
最高位表示符號位，0表示正數 ， 1表示負數
3、將二進位制負數轉換為十進位制：先對該二進位制數取反，然後加1，再轉換為十進位制，然後在前面加上負號
例如： 10101011 最高位為1，所以為負數
第一步：取反： 01010100
第二步：加1 ： 01010101
第三步：轉換為10進位制：85
第四步：加上負號： -85
所以 10101011 轉換為十進位制為 -85
4、將十進位制負數轉換為二進位制：先得到該十進位制負數的絕對值，然後轉換為二進位制，然後將該二進位制取反，然後加1
例如：-85
第一步：得到絕對值 85
第二步：轉換為二進位制：01010101
第二步：取反： 10101010
第三步：加1： 10101011
所以，-85轉換為二進位制為 10101011
*/
/*
~ ‘非’ 運算子是將目標數的進位制去反，即0變成1 ，1變成0
2的二進位制碼為 00000010 ， 它取反為11111101 ，可見取反後結果為負數（二進位制負數轉換為十進位制的步驟為：將二進位制去反，然後+1）
將 11111101 轉換為10進位制 ，第一步去反 得到 00000010 然後 加1 得到 00000011 ，得到的結果為3 ，然後在前面加上負號就可以了
所以結果為-3
*/
System.out.println(~2);
/*
^ 異或 ，計算方式為：兩個二進位制數的位相同則為0 不同則為1
23轉換為二進位制為：00010111
12轉換為二進位制為：00001100
計算結果為：00011011 = 27
*/
System.out.println(23 ^ 12);
/*
& 按位與 ，計算方式為：兩個二進位制數的位都為1則為1 ，否則為0
1的二進位制為 ：00000001
2的二進位制為 ：00000010
結果為 :00000000 = 0
*/
System.out.println(1&2);
/*
| 按位或 ，計算方式為：兩個二進位制位有一個為1就為1，否者為0
5 的二進位制為：00000101
6 的二進位制為：00000110
結果為：00000111 = 7
*/
System.out.println( 5 | 6);
/*
>> 有符號右移位 ，符號左邊表示要被移位的數，右邊表示需要移的位數，結果為正數則在左邊補0，否則補1
3 的二進位制為：00000010
向右移動1位：00000001 = 1
*/
System.out.println(3 >> 1);
}
}