I denne vejledning lærer vi om bitvis operatør og forskellige typer skiftoperatører i Java ved hjælp af eksempler.
I Java udfører bitvise operatører operationer på heltalsdata på det enkelte bitniveau. Her heltal data omfatter byte, short, intog longtyper af data.
Der er 7 operatører til at udføre bit-level operationer i Java.
| Operatør | Beskrivelse |
|---|---|
| | Bitvis ELLER |
& | Bitvis OG |
^ | Bitvis XOR |
~ | Bitvis komplement |
<< | Venstre skift |
>> | Signeret højre skift |
>>> | Usigneret højre skift |
1. Java bitvis ELLER operatør
Den bitvise ELLER- |operator returnerer 1, hvis mindst en af operanderne er 1. Ellers returnerer den 0.
Den følgende sandhedstabel viser, hvordan den bitvise ELLER-operatør fungerer. Lad a og b være to operander, der kun kan tage binære værdier, dvs. 1 eller 0.
| -en | b | a | b |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Ovenstående tabel er kendt som "Sandhedstabel" for bitvis ELLER-operatør.
Lad os se på den bitvise ELLER operation af to heltal 12 og 25.
12 = 00001100 (In Binary) 25 = 00011001 (In Binary) Bitwise OR Operation of 12 and 25 00001100 | 00011001 ____________ 00011101 = 29 (In Decimal)
Eksempel 1: Bitvis ELLER
class Main ( public static void main(String() args) ( int number1 = 12, number2 = 25, result; // bitwise OR between 12 and 25 result = number1 | number2; System.out.println(result); // prints 29 ) )
2. Java bitvis OG operatør
Den bitvise OG- &operator returnerer 1, hvis og kun hvis begge operander er 1. Ellers returnerer den 0.
Den følgende tabel viser, hvordan bitvis AND-operatøren fungerer. Lad a og b være to operander, der kun kan tage binære værdier, dvs. 1 og 0.
| -en | b | a & b |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Lad os se på den bitvise OG-operation af to heltal 12 og 25.
12 = 00001100 (In Binary) 25 = 00011001 (In Binary) // Bitwise AND Operation of 12 and 25 00001100 & 00011001 ____________ 00001000 = 8 (In Decimal)
Eksempel 2: Bitvis OG
class Main ( public static void main(String() args) ( int number1 = 12, number2 = 25, result; // bitwise AND between 12 and 25 result = number1 & number2; System.out.println(result); // prints 8 ) )
3. Java Bitwise XOR-operatør
Den bitvise XOR- ^operatør returnerer 1, hvis og kun hvis en af operanderne er 1. Hvis begge operanderne er 0, eller hvis begge er 1, er resultatet 0.
Følgende sandhedstabel viser, hvordan den bitvise XOR-operatør fungerer. Lad a og b være to operander, der kun kan tage binære værdier, dvs. 1 eller 0.
| -en | b | a & b |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Lad os se på den bitvise XOR-operation af to heltal 12 og 25.
12 = 00001100 (In Binary) 25 = 00011001 (In Binary) // Bitwise XOR Operation of 12 and 25 00001100 00011001 ____________ 00010101 = 21 (In Decimal)
Eksempel 4: Bitvis XOR
class Main ( public static void main(String() args) ( int number1 = 12, number2 = 25, result; // bitwise XOR between 12 and 25 result = number1 number2; System.out.println(result); // prints 21 ) )
4. Java Bitwise komplement operatør
Den bitvise komplementoperatør er en unary operator (fungerer kun med en operand). Det er betegnet med ~.
Det ændrer binære cifre 1 til 0 og 0 til 1 .
Java Bitwise komplement operatør
It is important to note that the bitwise complement of any integer N is equal to - (N + 1). For example,
Consider an integer 35. As per the rule, the bitwise complement of 35 should be -(35 + 1) = -36. Now let's see if we get the correct answer or not.
35 = 00100011 (In Binary) // using bitwise complement operator ~ 00100011 __________ 11011100
In the above example, we get that the bitwise complement of 00100011 (35) is 11011100. Here, if we convert the result into decimal we get 220.
However, it is important to note that we cannot directly convert the result into decimal and get the desired output. This is because the binary result 11011100 is also equivalent to -36.
To understand this we first need to calculate the binary output of -36.
2's Complement
In binary arithmetic, we can calculate the binary negative of an integer using 2's complement.
1's complement changes 0 to 1 and 1 to 0. And, if we add 1 to the result of the 1's complement, we get the 2's complement of the original number. For example,
// compute the 2's complement of 36 36 = 00100100 (In Binary) 1's complement = 11011011 2's complement: 11011011 + 1 _________ 11011100
Her kan vi se 2's komplement på 36 (dvs. -36 ) er 11011100 . Denne værdi svarer til det bitvise komplement på 35 .
Derfor kan vi sige, at det bitvise komplement på 35 er - (35 + 1) = -36 .
Eksempel 3: Bitvis komplement
class Main ( public static void main(String() args) ( int number = 35, result; // bitwise complement of 35 result = ~number; System.out.println(result); // prints -36 ) )
Java Shift-operatører
Der er tre typer skiftoperatører i Java:
- Underskrevet venstre skift (<<)
- Signeret højre skift (>>)
- Usigneret højre skift (>>>)
5. Java Left Shift-operatør
Venstre skiftoperatøren skifter alle bits mod venstre med et bestemt antal specificerede bits. Det er betegnet med <<.
Java 1 bit Left Shift-operatør
As we can see from the image above, we have a 4-digit number. When we perform a 1 bit left shift operation on it, each individual bit is shifted to the left by 1 bit.
As a result, the left-most bit (most-significant) is discarded and the right-most position(least-significant) remains vacant. This vacancy is filled with 0s.
Example 5: Left Shift Operators
class Main ( public static void main(String() args) ( int number = 2; // 2 bit left shift operation int result = number << 2; System.out.println(result); // prints 8 ) )
5. Java Signed Right Shift Operator
The signed right shift operator shifts all bits towards the right by a certain number of specified bits. It is denoted by >>.
When we shift any number to the right, the least significant bits (rightmost) are discarded and the most significant position (leftmost) is filled with the sign bit. For example,
// right shift of 8 8 = 1000 (In Binary) // perform 2 bit right shift 8>> 2: 1000>> 2 = 0010 (equivalent to 2)
Her udfører vi det rigtige skift på 8 (dvs. tegn er positivt). Derfor er der ingen tegnbit. Så bitene til venstre er fyldt med 0 (repræsenterer et positivt tegn).
// right shift of -8 8 = 1000 (In Binary) 1's complement = 0111 2's complement: 0111 + 1 _______ 1000 Signed bit = 1 // perform 2 bit right shift 8>> 2: 1000>> 2 = 1110 (equivalent to -2)
Her har vi brugt den signerede bit 1 til at udfylde de længste venstre bit.
Eksempel 6: Signeret Right Shift-operatør
class Main ( public static void main(String() args) ( int number1 = 8; int number2 = -8; // 2 bit signed right shift System.out.println(number1>> 2); // prints 2 System.out.println(number2>> 2); // prints -2 ) )
7. Java Unsigned Right Shift Operator
Java giver også et usigneret højre skift. Det er betegnet med >>>.
Her udfyldes den ledige position længst til venstre med 0 i stedet for tegnbiten. For eksempel,
// unsigned right shift of 8 8 = 1000 8>>> 2 = 0010 // unsigned right shift of -8 -8 = 1000 (see calculation above) -8>>> 2 = 0010
Eksempel 7: UnSigned Right Shift
class Main ( public static void main(String() args) ( int number1 = 8; int number2 = -8; // 2 bit signed right shift System.out.println(number1>>> 2); // prints 2 System.out.println(number2>>> 2); // prints 1073741822 ) )
Som vi kan se, returnerer den underskrevne og usignerede højre skiftoperatør forskellige resultater for negative bits. For at lære mere besøg forskellen mellem >> og >>>.
