韩顺平 java 第二十讲 二进制、位运算、移位运算符

计算机二进制中的原码、补码、反码

计算机内部处理的信息都是采用二进制数来表示。进位规则是“逢二进一”

int a = 1;

int类型是4个字节，一个字节等于八个bit。所以一共32bit。

重点内容

二进制的最高位是符号位，0代表正数，1代表负数

正数的原码补码反码都一样

负数的反码=它的原码符号位不变其他位取反

负数的补码=它的反码+1

0 的反码、补码都是0

java没有无符号数，也就是说java中的数都是有符号的

在计算机计算的时候，都是以补码的方式来运算的

例子：模拟计算机计算1-2的过程

相当于：1+（-2）

1的补码：0000……0001

-2的原码：1000……0010

-2的反码：1111……1101

-2的补码：1111……1110

所以：1和-2的补码相加：

得到：1111……1111

结果是补码。结果如果是正数的话，原码就是结果；但这个结果是负数，所以还要装换成原码：

结果的补码：1111……1111

结果的反码：1111……1110

结果的原码：1000……0001

也就是-1！

位运算符和移位运算符

这些操作都是准对补码来说的，操作之前都要转换成补码

4个位运算，分别是：按位与&、按位或|、按位异或^、按位取反~；这几个运算都是针对补码来运行的。

3个移位运算：算数左移<<（低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位）;算数右移>>（符号位不变，低位补零）；逻辑右移>>>（低位溢出，高位补零）

求下列输出结果：

int a = 1>>2;
//结果:0
//1的补码：0000……0001
//右移两位：0000……0000（符号位为0）
int b = -1>>2;
//结果:-1
//-1的原码：1000……0001
//-1的反码：1111……1110
//-1的补码：1111……1111
//所以-1右移多少位都是-1
int c = 1<<2;
//结果:4
//相当于乘以二
int d = -1<<2;
//结果:-4
//-1的补码：1111……1111
//左移2位：1111……1100
//结果的反码：1111……1011
//结果的原码：1000……0100
//也就是-4
int e = 3>>>2;
//结果:0
//3的补码：0000……0011
//逻辑右移3位：0000……0000
int a = ~2
//结果是：-3；过程如下：
//2的补码是：0000……0010
//取反之后是：1111……1101
//很明显这个是负数的补码，要转换成原码：
//结果的反码是：1111……1100
//结果的原码是：1000……0011
//也就是-3
int c = 2&3
//两个都是正数
//2的补码：0000……0010
//3的补码：0000……0011
//&之后：  0000……0010
//这个也是结果的原码，就是2
int d = 2|3
//这个同上个，结果是：3
int e = ~-5
//-5原码：1000……0101
//-5反码：1111……1010
//-5补码：1111……1011
//取反：   0000……0100
//是正数，所以结果是：4
int f = -3^3
//-3 的原码：1000……0011
//-3反码：1111……1100
//-3补码：1111……1101
//3补码：0000……0011
//然后二者异或：1111……1110（补码，负数：还需要转换成原码）
//结果的反码：1111……1101
//结果的原码：1000……0010
//也就是：-2

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