java中的位运算怎么算的,java位运算符与逻辑运算符的不同

Java位运算的基础和使用(含义)前言一、位运算基础二、位运算应用三、位运算问题

前言

我这几天在看HashMap的源代码，里面的位运算太多了，有点晕。 所以，首先要整理一下比特运算的相关知识。

知道了位运算的计算后，正在考虑使用位运算的意义是什么，但毕竟在平时的开发中几乎没有使用位运算。 检索大量资料后，整理了两个自我感觉良好的比特运算利用例子，在此记录并共享。

另外，毕竟位运算的代码可读性差，请大家谨慎使用。

另一方面，比特运算的基础1，比特运算是对整数的基于二进制的位移操作

2、整数32位，正符号为0，负符号为1。 从十进制到二进制的变换不足32位时，最高位补充符号位，剩下的补充零

3、在Java中，整数二进制以补码的形式存在

4、比特运算结束后，仍以补数的形式，转换为原代码，然后输出十进制值

5、正数：原符号=反符号=补数负数：反符号=原符号忽略符号位取反，补数=反符号1

例如，十进制的四转二进制数，在计算机中是0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

例如，十进制数-四进制数在计算机中被表示为(补数) 11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

负数转二进制过程（以-4为例）

原代码： 100000000000000000000000000000000000000000000000000000 (转换为二进制，最高位为码位(1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

-4补数111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111111111111111左移(-4 1=-8 )左移、左空位补零或补1 )负位补1、整数补0 )、右位舍无论是正数还是负数，左位补充0(-41=2147483646 )否则，按0(-4 )1=0)或)|)的各位进行比较，在2位有1位的情况下，按1(-4|1=-3 )非逐位相反(符号位也相反) (~ -4=3) )异或) ^ )用户一般有查询(Select )、新添加(Insert )、修改(Update )、删除(Delete )四种权限也就是说，有16个不同的权限状态) 2的4次方)。

-4 1 计算过程

一般来说，可以考虑用四个布尔型变量进行保存。

是否允许查询公共类权限//私有booleanallowselect； 是否允许添加权限布尔安装； 是否允许删除权限布尔删除； 是否允许权限布尔更新； 省略Getter和setter以上内容使用四个布尔型变量保存每个权限的状态。

Permission

另一种方法是使用位掩码，可以是二进制。 每个位表示一个权限，0表示没有权限，1表示有权限。

public class NewPermission {//指示是否允许查询，二进制第一，0为否，1为publicstaticfinalintallow _ select=10； //0001//指示是否允许添加，二进制第二，0为否，1为publicstaticfinalintallow _ insert=1； //0010//是否允许修改，二进制第三位，0为no，1为publicstaticfinalintallow _ update=1； //0100//表示是否允许删除，二进制文件的第四位，0为no，1为publicstaticfinalintallow _ delete=1

<< 3; // 1000// 存储目前的权限状态private int flag;/** * 重新设置权限 */public void setPermission(int permission) {flag = permission;}/** * 添加一项或多项权限 */public void enable(int permission) {flag |= permission;}/** * 删除一项或多项权限 */public void disable(int permission) {flag &= ~permission;}/** * 是否拥某些权限 */public boolean isAllow(int permission) {return (flag & permission) == permission;}/** * 是否禁用了某些权限 */public boolean isNotAllow(int permission) {return (flag & permission) == 0;}/** * 是否仅仅拥有某些权限 */public boolean isOnlyAllow(int permission) {return flag == permission;}}

以上代码中，用四个常量表示了每个二进制位代码的权限项。例如：ALLOW_SELECT = 1 << 0 转成二进制就是0001，二进制第一位表示Select权限。ALLOW_INSERT = 1 << 1 转成二进制就是0010，二进制第二位表示Insert权限。private int flag存储了各种权限的启用和停用状态，相当于代替了Permission中的四个boolean类型的变量。用flag的四个二进制位来表示四种权限的状态，每一位的0和1代表一项权限的启用和停用，下面列举了部分状态表示的权限：

flag删除修改新增查询1（0001）00012（0010）00104（0100）01008（1000）10003（0011）00110（0000）000015（1111）1111

使用位掩码的方式，只需要用一个大于或等于0且小于16的整数即可表示所有的16种权限的状态。

此外，还有很多设置权限和判断权限的方法，需要用到位运算，例如：

public void enable(int permission) {flag |= permission; // 相当于flag = flag | permission;}

调用这个方法可以在现有的权限基础上添加一项或多项权限。

添加一项Update权限：

permission.enable(NewPermission.ALLOW_UPDATE);

假设现有权限只有Select，也就是flag是0001。执行以上代码，flag = 0001 | 0100，也就是0101，便拥有了Select和Update两项权限。

添加Insert、Update、Delete三项权限：

permission.enable(NewPermission.ALLOW_INSERT | NewPermission.ALLOW_UPDATE | NewPermission.ALLOW_DELETE);

NewPermission.ALLOW_INSERT | NewPermission.ALLOW_UPDATE | NewPermission.ALLOW_DELETE运算结果是1110。假设现有权限只有Select，也就是flag是0001。flag = 0001 | 1110，也就是1111，便拥有了这四项权限，相当于添加了三项权限。上面的设置如果使用最初的Permission类的话，就需要下面三行代码：

permission.setAllowInsert(true);permission.setAllowUpdate(true);permission.setAllowDelete(true);

二者对比
设置仅允许Select和Insert权限

Permission

permission.setAllowSelect(true);permission.setAllowInsert(true);permission.setAllowUpdate(false);permission.setAllowDelete(false);

NewPermission

permission.setPermission(NewPermission.ALLOW_SELECT | NewPermission.ALLOW_INSERT);

判断是否允许Select和Insert、Update权限

Permission

if (permission.isAllowSelect() && permission.isAllowInsert() && permission.isAllowUpdate())

NewPermission

if (permission. isAllow (NewPermission.ALLOW_SELECT | NewPermission.ALLOW_INSERT | NewPermission.ALLOW_UPDATE))

判断是只否允许Select和Insert权限

Permission

if (permission.isAllowSelect() && permission.isAllowInsert() && !permission.isAllowUpdate() && !permission.isAllowDelete())

NewPermission

if (permission. isOnlyAllow (NewPermission.ALLOW_SELECT | NewPermission.ALLOW_INSERT))

二者对比可以感受到MyPermission位掩码方式相对于Permission的优势，可以节省很多代码量，位运算是底层运算，效率也非常高，而且理解起来也很简单。

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可以替代位域的更好的方案
在《Effective Java》一书中，更推荐用EnumSet来代替位域：位域表示法也允许利用位操作，有效的执行像union和intersection这样的集合操作。但位域有着int枚举常量所有的缺点，甚至更多。当位域以数字形式打印时，翻译位域比翻译简单的int枚举常量要困难很多。甚至要遍历位域表示的所有元素也没有很容易的方法。

public class Text { public static final int STYLE_BOLD = 1 << 0; public static final int STYLE_ITALIC = 1 << 1; public static final int STYLE_UNDERLINE = 1 << 2; public static final int STYLE_STRIKETHROUGH = 1 << 3; public void applyStyles(int styles) {...}}

调用：

text.applyStyles(STYLE_BOLD | STYLE_ITALIC);

改成EnumSet的写法是：

public class Text { public enum Style { BOLD, ITALIC, UNDERLINE, STRIKETHROUGH } public void applyStyles(Set<Style> styles) { System.out.println(styles); }}

调用：

text.applyStyles(EnumSet.of(Style.BOLD, Style.ITALIC)); 三、位运算试题

有 1000 个一模一样的瓶子，其中有 999 瓶是普通的水，有一瓶是毒药。任何喝下毒药的生物都会在一星期之后死亡。现在，你只有 10 只小白鼠和一星期的时间，如何检验出哪个瓶子里有毒药？

根据2^10=1024，所以10个老鼠可以确定1000个瓶子具体哪个瓶子有毒。具体实现跟3个老鼠确定8个瓶子原理一样。
000=0
001=1
010=2
011=3
100=4
101=5
110=6
111=7
一位表示一个老鼠，从左到右分别代表老鼠3，老鼠2，老鼠1。0-7表示8个瓶子。也就是分别将1、3、5、7号瓶子的药混起来给老鼠1吃，2、3、6、7号瓶子的药混起来给老鼠2吃，4、5、6、7号瓶子的药混起来给老鼠3吃，哪个老鼠死了，相应的位标为1。如老鼠1死了、老鼠2没死、老鼠3死了，那么就是101=5号瓶子有毒。同样道理10个老鼠可以确定1000个瓶子

感谢

二、位运算应用 出处：叉叉哥.https://www.zhihu.com/question/34021773/answer/118589857

三、位运算试题 出处：拉长的钢笔.https://www.zhihu.com/question/19676641/answer/12613290