Java中的移位操作以及基本数据类型转换成字节数组【收集】
AVA中位運算符包括:
&
|
~
^
<<
>>
>>>
一、
首先要搞清楚參與運算的數的位數:
(
聯想:java的8種基本類型:byte,short, char, int, long,float,double,boolean.?
?? 在內存中固定長度(字節):1??????2???????2????? ?4?????8?????4?????? 8????? true/false
? ?這些固定類型的長度與具體的軟硬件環境無關。這一點與C++不同,Java中的char類型用Unicode碼儲存
與此對應的,java提供了8種包裝類型:?
Byte,Short,Character,Integer,Long,Float,Double,Boolean.?
它們之間的相互轉換:例如:?
double a=1;?
//把double基本類型轉換為Double包裝類型?
Double b=new Double(a);?
//把Double包裝類型轉換為double基本類型?
a=b.doubleValue();
)
所以int的是32位。long的是64位。
如int i = 1;
i的二進制原碼表示為:
00000000000000000000000000000001
long l = 1;
l的二進制原碼表示為:
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001
二、
原碼——符號位為0表示正數,為1表示負數;
?其余各位等同于真值的絕對值。
?如:0000000000000010B=2,1000000000000010B=-2?
反碼——符號位的用法及正數的表示與“原碼”一樣;
?負數的表示是在“原碼”表示的基礎上通過將符號位以外
?的各位取反來獲得的。
?如:0000000000000010B=2,1111111111111101B=-2?
補碼——符號位的用法及正數的表示與“原碼”一樣;
?負數的表示是在“反碼”的基礎上通過加1來獲得的。
?如:00000010B=2,11111110B=-2
如int i = -1;
10000000000000000000000000000001,最高位是符號位。正數為0,負數為1。
符號位不變,其他位逐位取反后:
11111111111111111111111111111110,即反碼。
反碼加1:
11111111111111111111111111111111,即補碼。
==================================================================
?? 注意:負數都是用補碼參與運算的。得到的也是補碼,需要減1取反獲得原碼。??????????
???????????千萬要理解這句話!!!?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
==================================================================
三、
常用的位運算符0在位運算中是比較特殊的。
& 與。????全1為1, 有0為0?! ∪魏螖蹬c0與都等于0?! ?br /> | 或。??????有1為1, 全0為0?! ∪魏螖蹬c0或都等于原值。
~ 非。?????逐位取反
^ 異或。? 相同為0,相異為1。????? 任何數與0異或都等于原值。
對于int類型數據來說:
1.<<
邏輯左移,右邊補0,符號位就是被移動到的位.
正數:
x<<1一般相當于2x,但是可能溢出.
若x在這個范圍中: 2的30次方~(2的31次方-1) 二進制表示 0100...0000到0111...1111,<<后最高為變為1了,變成負數了.
負數:
x<<1一般也相當于2x,也有可能溢出.
若x在這個范圍中: -2的31次方~-(2的30次方+1)二進制表示1000...0000到1011...1111,<<后最高為變成0了,變成正數了.
2.>>
算術右移,和上面的不對應,為正數時左邊補0,為負數時左邊補1.
x>>1,相當于x/2,余數被舍棄,因為這個是縮小,所以不會溢出.
不過有一點要注意: -1右移多少位都是-1.(這個道理很簡單嘛,呵呵)
另外舍棄的余數是正的:
?3>>1=1? 舍棄的余數是1.
-3>>1=-2 舍棄的余數也是1,而不是-1.
對于正數 x>>1和x/2相等
對于負數 x>>1和x/2不一定相等.
3.>>>
邏輯右移,這個才是和<<對應的
這個把符號位一起移動,左邊補0
對于正數,>>>和>>是一樣的
對于負數,右移之后就變成正數了.
可以使用Integer.toBinaryString(int i)來看01比特,更加直觀.
四、
負數參與的運算,得到的是補碼,負數得到原碼的方法:
方法一:將補碼先減1,再逐位取反,得到原碼。即為運算結果。
方法二:將補碼先逐位取反,再加1,得到原碼。即為運算結果。
0例外,如果得到的是0,則不需這兩種方法,即得到的原碼位0。
另外,兩個正數運算后得到的就是原碼,不需要再用求原碼方法。
舉例:
-1^1,
-1
10000000000000000000000000000001--原碼
11111111111111111111111111111110--反碼
11111111111111111111111111111111--補碼
1
00000000000000000000000000000001--原碼
則-1^1等于
11111111111111111111111111111111^
00000000000000000000000000000001=
11111111111111111111111111111110--補碼
11111111111111111111111111111101--反碼
10000000000000000000000000000010--原碼==-2
即-1^1=-2
舉例:
-2^1
-2
10000000000000000000000000000010--原碼
11111111111111111111111111111101--反碼
11111111111111111111111111111110--補碼
1
00000000000000000000000000000001--原碼
則-2^-1等于
11111111111111111111111111111110^
00000000000000000000000000000001=
11111111111111111111111111111111--補碼
11111111111111111111111111111110--反碼
10000000000000000000000000000001--原碼==-1
下面的是cooltigerzsh(阿波羅) 于 2005-2-4 15:16:07對(<<、>>、 >>>)的一翻講解:
移位運算符面向的運算對象也是二進制的“位”??蓡为氂盟鼈兲幚碚麛殿愋?#xff08;主類型的一種)。
左移位運算符(<<)能將運算符左邊的運算對象向左移動運算符右側指定的位數(在低位補0)。
“有符號”右移位運算符(>>)則將運算符左邊的運算對象向右移動運算符右側指定的位數。
“有符號”右移位運算符使用了“符號擴展”:若值為正,則在高位插入0;若值為負,則在高位插入1。
Java也添加了一種“無符號”右移位運算符(>>>),它使用了“零擴展”:無論正負,都在高位插入0。
這一運算符是C或C 沒有的。若對char,byte或者short進行移位處理,那么在移位進行之前,它們會自動轉換成一個int。
只有右側的5個低位才會用到。這樣可防止我們在一個int數里移動不切實際的位數。
若對一個long值進行處理,最后得到的結果也是long。此時只會用到右側的6個低位,防止移動超過long值里現成的位數。
但在進行“無符號”右移位時,也可能遇到一個問題。若對byte或short值進行右移位運算,
得到的可能不是正確的結果(Java 1.0和Java 1.1特別突出)。它們會自動轉換成int類型,并進行右移位。
但“零擴展”不會發生,所以在那些情況下會得到-1的結果。
如:
public class URShift {
public static void main(String[] args) {
int i = -1;
i >>>= 10;
System.out.println(i);
long l = -1;
l >>>= 10;
System.out.println(l);
short s = -1;
s >>>= 10;
System.out.println(s);
byte b = -1;
b >>>= 10;
System.out.println(b);
}
}
輸出結果:
4194303
18014398509481983
-1
-1
===============================================================================
還有一點不得不提,也是非常隱含的一點,那就是我在Einstein的BLOG上找到的,他說是SCJP上的題,
摘錄他的文章如下:
SCJP里的題還真是"噶"呀,很多都是讓人想不到的問題,有點意思.哈哈,今天最后一個,之后趴趴,太晚了,
明天還是去沈陽賣數碼相機呢(興奮ing...)
?
下面代碼:
class test002
{
?public static void main(String[] agrs)
?{
? int i=-1;
? int j=i>>>32;
? System.out.println(j);
?}
}
按照我的理解應該輸出:0,因為JAVA的INT類型是占4字節的,也就是說占32位,當右移了32位的時候所有的位應該都變成0,但輸出結果確是:-1,
想了很久沒想明白就上網發了個帖子問了一下,非常感謝coffer283和danieljill()兩位朋友.
原來在JAVA進行移位運算中因為int是占32位,進行移位的數是32的模,所以當i>>>32的時候就等于i>>>0,相當于沒有進行移位.
我又試了試long類型的移位,long占8字節也就是64位,所以移位的數是64的模.
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上面是他的問題,給了我不少的啟發,對Java的移位運算有了跟深一層的理解。
同時我也對byte,short類型的移位周期做了實驗,也是32,跟int類型的相同,從而也驗證了byte、short進行右移位運算,會自動轉換成int類型,我并驗證了<<、>>、>>>這3個移位運算符都遵循移位周期。
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前段時間用到,拿出來和大家分享!
//?整數到字節數組轉換
?public?static?byte[] int2bytes(int?n)?{
?byte[] ab?=?new?byte[4];
?ab[0]?=?(byte) (0xff?&?n);
?ab[1]?=?(byte) ((0xff00?&?n)?>>?8);
?ab[2]?=?(byte) ((0xff0000?&?n)?>>?16);
?ab[3]?=?(byte) ((0xff000000?&?n)?>>?24);
?return?ab;
?}
?//?字節數組到整數的轉換
?public?static?int?bytes2int(byte?b[])?{
?int?s?=?0;
?s?=?((((b[0]?&?0xff)?<<?8?|?(b[1]?&?0xff))?<<?8)?|?(b[2]?&?0xff))?<<?8
?|?(b[3]?&?0xff);
?return?s;
?}
?//?字節轉換到字符
?public?static?char?byte2char(byte?b)?{
?return?(char) b;
?}
?private?final?static?byte[] hex?=?"0123456789ABCDEF".getBytes();
?private?static?int?parse(char?c)?{
?if?(c?>=?'a')
?return?(c?-?'a'?+?10)?&?0x0f;
?if?(c?>=?'A')
?return?(c?-?'A'?+?10)?&?0x0f;
?return?(c?-?'0')?&?0x0f;
?}
?//?從字節數組到十六進制字符串轉換
?public?static?String Bytes2HexString(byte[] b)?{
?byte[] buff?=?new?byte[2?*?b.length];
?for?(int?i?=?0; i?<?b.length; i++)?{
?buff[2?*?i]?=?hex[(b[i]?>>?4)?&?0x0f];
?buff[2?*?i?+?1]?=?hex[b[i]?&?0x0f];
?}
?return?new?String(buff);
?}
?//?從十六進制字符串到字節數組轉換
?public?static?byte[] HexString2Bytes(String hexstr)?{
?byte[] b?=?new?byte[hexstr.length()?/?2];
?int?j?=?0;
?for?(int?i?=?0; i?<?b.length; i++)?{
?char?c0?=?hexstr.charAt(j++);
?char?c1?=?hexstr.charAt(j++);
?b[i]?=?(byte) ((parse(c0)?<<?4)?|?parse(c1));
?}
?return?b;
?}
?
?
package com.test;
import java.nio.ByteBuffer;
public class ByteUtil {
??? /**?
???? * @param args?
???? */?
??? public static void main(String[] args) {?
??????? short s = -20;?
??????? byte[] b = new byte[2];?
??????? putShort(b, s, 0);?
??????? ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(2);?
??????? buf.put(b);?
??????? buf.flip();?
??????? System.out.println(getShort(b, 0));?
??????? System.out.println(buf.getShort());?
??????? System.out.println("***************************");?
??????? int i = -40;?
??????? b = new byte[4];?
??????? putInt(b, i, 0);?
??????? buf = ByteBuffer.allocate(4);?
??????? buf.put(b);?
??????? buf.flip();?
??????? System.out.println(getInt(b, 0));?
??????? System.out.println(buf.getInt());?
??????? System.out.println("***************************");?
??????? long l = -40;?
??????? b = new byte[8];?
??????? putLong(b, l, 0);?
??????? buf = ByteBuffer.allocate(8);?
??????? buf.put(b);?
??????? buf.flip();?
??????? System.out.println(getLong(b, 0));?
??????? System.out.println(buf.getLong());?
??????? System.out.println("***************************");?
??? }
??? public static void putShort(byte b[], short s, int index) {?
??????? b[index] = (byte) (s >> 8);?
??????? b[index + 1] = (byte) (s >> 0);?
??? }
??? public static short getShort(byte[] b, int index) {?
??????? return (short) (((b[index] << 8) | b[index + 1] & 0xff));?
??? }
??? // ///?
??? public static void putInt(byte[] bb, int x, int index) {?
??????? bb[index + 0] = (byte) (x >> 24);?
??????? bb[index + 1] = (byte) (x >> 16);?
??????? bb[index + 2] = (byte) (x >> 8);?
??????? bb[index + 3] = (byte) (x >> 0);?
??? }
??? public static int getInt(byte[] bb, int index) {?
??????? return (int) ((((bb[index + 0] & 0xff) << 24)?
??????????????? | ((bb[index + 1] & 0xff) << 16)?
??????????????? | ((bb[index + 2] & 0xff) << 8) | ((bb[index + 3] & 0xff) << 0)));?
??? }
??? // /?
??? public static void putLong(byte[] bb, long x, int index) {?
??????? bb[index + 0] = (byte) (x >> 56);?
??????? bb[index + 1] = (byte) (x >> 48);?
??????? bb[index + 2] = (byte) (x >> 40);?
??????? bb[index + 3] = (byte) (x >> 32);?
??????? bb[index + 4] = (byte) (x >> 24);?
??????? bb[index + 5] = (byte) (x >> 16);?
??????? bb[index + 6] = (byte) (x >> 8);?
??????? bb[index + 7] = (byte) (x >> 0);?
??? }
??? public static long getLong(byte[] bb, int index) {?
??????? return ((((long) bb[index + 0] & 0xff) << 56)?
??????????????? | (((long) bb[index + 1] & 0xff) << 48)?
??????????????? | (((long) bb[index + 2] & 0xff) << 40)?
??????????????? | (((long) bb[index + 3] & 0xff) << 32)?
??????????????? | (((long) bb[index + 4] & 0xff) << 24)?
??????????????? | (((long) bb[index + 5] & 0xff) << 16)?
??????????????? | (((long) bb[index + 6] & 0xff) << 8) | (((long) bb[index + 7] & 0xff) << 0));?
??? }?
}
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Java中的移位操作以及基本数据类型转换成字节数组【收集】的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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