java 位运算,和原码,补码,反码介绍, -128

淩亂°似流年 2022-05-29 10:55 271阅读 0赞

\-.java 特殊运算符  
位运算符  
^ 位异或; & 与 | 或 ;  ~ 非 ;  
  
  
1.^ 位异或运算  
运算规则:两个数转为二进制(byte类型:一个字节,8比特位的形式,不足的高位补0),从高位开始比较,相同则为0;不同则为1  
比如：8^11.  
8转为二进制是1000，11转为二进制是1011.从高位开始比较得到的是：0011.然后二进制转为十进制，就是Integer.parseInt("0011",2)=3;  
  
  
2.& 位与运算  
运算规则:两个数转为二进制,从高位开始比较,如果两个数都为1,则为1,否则为0  
比如：129&128.  
129转换成二进制就是10000001，128转换成二进制就是10000000。从高位开始比较得到，得到10000000，即128.  
  
  
3.| 位或运算符  
运算规则:两个数转为二进制,从高位开始比较,如果两个数有一个为1,则值为1,否则为0  
比如：129|128.  
129转换成二进制就是10000001，128转换成二进制就是10000000。从高位开始比较得到，得到10000001，即129.  
  
  
4.~ 位非运算符(按位取反)  
运算规则：如果位为0，结果是1，如果位为1，结果是0.  
比如：~37  
在Java中，所有数据的表示方法都是以补码的形式表示，如果没有特殊说明，Java中的数据类型默认是int,int数据类型的长度是8位，一位是四个字节，就是32字节，32bit.  
8转为二进制是100101.  
补码后为： 00000000 00000000 00000000 00100101,取反后(~操作后)为11111111 11111111 11111111 11011010 补码求原码  
因为高位是1，所以原码为负数，负数的补码是其绝对值的原码取反，末尾再加1。  
因此，我们可将这个二进制数的补码进行还原： 首先，末尾减1得反码：11111111 11111111 11111111 11011001 其次，将各位取反得原码：  
00000000 00000000 00000000 00100110，此时二进制转原码为38  
所以~37 = -38.   
  
  
参考: [https://www.cnblogs.com/yesiamhere/p/6675067.html][https_www.cnblogs.com_yesiamhere_p_6675067.html]  
  
  
二.反码,补码,原码  
1.在java 中,所有的数据都是以补码的形式表示  
2.正数:原码,补码,反码相同  
3.负数:(最高位符号位为1,表示负数)  
负数的原码:正数的原码,最高位符号位变为1  
负数的反码:最高位不变,其他为取反  
负数的补码:反码的末尾+1  
  
  
  
  
三.关于-128  
Java byte(1个字节,8个bit位) 类型的取值范围 127 到 -128;为什么是-128?  
\-128的补码为什么是 1000 0000,-128的有 反码吗?是 1111 1111? -128 的原码是多少?  
我一开始也是很不明白,为什么是-128,在网上看了很多  
有这个疑问的请看: [https://www.cnblogs.com/flowerslip/p/5933833.html][https_www.cnblogs.com_flowerslip_p_5933833.html]  
（1）从数学的意义上去理解 :机器中用补码来表示二进制数  
因为：256-128=256+(-128)的补码 --机器中只有加法。减法会变成补码的加法。  
而      256-128=128   
所以   256+（-128）的补码=128   
所以           （-128）的补码=256-128 =128   
数学上， 128=1000 0000   
故规定-128的补码为 1000 0000   
2)  
再看看这个规律表  
   原码            补码         值  
0111 1111   0111 1111   +127  
0111 1110   0111 1110   +126  
     ...          .. 补码不断-1...  
0000 0000   0000 0000     0  
1000 0001   1111 1111    -1  
1000 0010   1111 1110    -2  
1000 0011   1111 1101    -3  
    ...          .. 补码不断-1...  
1111 1111   1000 0001 -127  
无法表达     1000 0000 -128  
   
于是就有了规定 1000 0000 定为 -128的补码  
这种定法和上面数学层面的表述是一致的。  
这样规定后，负数的补码在机器中就好算了。  
   
计算方法上是：  
将该负数取绝对值,再用二进制表示出这个绝对值 (不管符号位！）  
对该二进制数进行取反加一操作就得到负数的补码了 （也就是求补操作！）  
\-128 绝对值是 128   
128的二进制表示为:   
1000 0000   
取反   
0111 1111   
加1   
1000 0000   
这就是-128的补码   
这种办法算出的结果符合“规定值”。参考自: [https://www.cnblogs.com/flowerslip/p/5933833.html][https_www.cnblogs.com_flowerslip_p_5933833.html]

[https_www.cnblogs.com_yesiamhere_p_6675067.html]: https://www.cnblogs.com/yesiamhere/p/6675067.html
[https_www.cnblogs.com_flowerslip_p_5933833.html]: https://www.cnblogs.com/flowerslip/p/5933833.html