1. 按位操作符（Bitwise Operators）
定义
按位操作符用于操作整数基本类型中的单个“比特”（bit），即二进制位。它们会对两个参数中对应的位执行布尔代数运算，并最终生成一个结果。
背景：按位操作符来源于 C 语言面向底层的操作，在这种操作中经常需要直接操纵硬件、设置硬件寄存器内的二进制位。不过在当前的 Java 开发过程中并不会过多用到位运算，仅供了解。
运算原理
| 操作符 | 名称 | 运算规则 |
|---|---|---|
& | 按位与 | 两个输入位都是 1，则输出 1；否则输出 0 |
| ` | ` | 按位或 |
^ | 按位异或 | 两个输入位相同（都是 0 或都是 1）则输出 0；不同时输出 1 |
~ | 按位非（取反） | 生成与输入位相反的值（0→1，1→0） |
操作符特性
- 一元 vs 二元：
~是一元操作符，只能对一个操作数进行操作；其他按位操作符是二元操作符 - 复合赋值：
&=、|=和^=都是合法的 - 限制：由于
~是一元操作符，所以不可与=联合使用
布尔类型支持
- 可执行按位
&、|和^运算 - 不能执行按位
~（为了避免与逻辑 NOT 混淆）
示例代码
public class BitwiseOperators {
public static void main(String[] args) {
int i = 666;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i)); // 1010011010
int j = 777;
System.out.println(Integer.toBinaryString(j)); // 1100001001
System.out.println("===========按位运算符=============");
// 按位与 &
System.out.println("按位与& :" + Integer.toBinaryString(i & j)); // 1000001000
// 按位或 |
System.out.println("按位或| :" + Integer.toBinaryString(i | j)); // 1110011011
// 按位异或 ^
System.out.println("按位异或^ :" + Integer.toBinaryString(i ^ j)); // 110010011
System.out.println("===========按位运算符=============");
}
}
2. 移位操作符（Shift Operators）
定义
移位操作符操作的运算对象也是二进制的“位”，并且只可以用来处理整数类型（基本类型的一种）。
运算原理
| 操作符 | 名称 | 运算规则 |
|---|---|---|
<< | 左移位 | 按右侧指定的位数将左侧操作数向左移动，在低位补 0 |
>> | 有符号右移 | 按右侧指定的位数将左侧操作数向右移动，使用“符号扩展”（正数高位补 0，负数高位补 1） |
>>> | 无符号右移 | 按右侧指定的位数将左侧操作数向右移动，使用“零扩展”（无论正负，高位都补 0） |
注意：
>>>操作符在 C 或 C++ 中没有，是 Java 特有的。
类型转换规则
对 char、byte 和 short 类型：
- 移位前会先被转换成
int类型 - 结果也是
int类型的值 - 只有数值右端的低 5 位才有用（因为 2⁵ = 32，而 int 型只有 32 位）
对 long 类型：
- 结果也是
long类型 - 只有数值右端的低 6 位才有用（因为 2⁶ = 64，而 long 型有 64 位）
复合赋值与注意事项
- 合法操作：
<<=、>>=和>>>=都是合法的 - 潜在问题：对
byte和short值使用>>>=时，可能得到不正确的结果：- 先转成
int类型 - 进行右移操作
- 然后被截断并赋值给原来的类型
- 在这种情况下可能得到
-1的结果
- 先转成
示例代码
public class ShiftOperators {
public static void main(String[] args) {
// int 类型
int i = -1;
System.out.println("int i 移位运算符 :" + Integer.toBinaryString(i));
i >>>= 10;
System.out.println("int i 移位运算符 :" + Integer.toBinaryString(i));
System.out.println("=============================");
// long 类型
long j = -1;
System.out.println("long j 移位运算符 :" + Long.toBinaryString(j));
j >>>= 10;
System.out.println("long j 移位运算符 :" + Long.toBinaryString(j));
System.out.println("=============================");
// short 类型（注意结果）
short s = -1;
System.out.println("short s 移位运算符 :" + Integer.toBinaryString(s));
s >>>= 10;
System.out.println("short s 移位运算符 :" + Integer.toBinaryString(s));
System.out.println("=============================");
// byte 类型（注意结果）
byte b = -1;
System.out.println("byte b 移位运算符 :" + Integer.toBinaryString(b));
b >>>= 10;
System.out.println("byte b 移位运算符 :" + Integer.toBinaryString(b));
}
}
输出结果说明：
int和long类型的无符号右移能正确显示结果short和byte类型由于类型转换和截断，结果显示为全 1（即 -1）