原码、反码、补码、位运算理解

布满荆棘的人生 2023-09-28 14:36 261阅读 0赞

### 引言 ###

最近在针对java的基础进行回顾复习，复习过程中发现对于原码、反码、补码、位运算不太了解，故做笔记如下

### 原码、反码、补码 ###

> 这里对其简单进行解释，基本够用

1.  二进制的最高位是符号位：0表示正数，1表示负数
2.  **正数的原码、反码、补码都一样**
3.  **负数的反码 = 它的源码符号位不变，其他位取反（0 ->1 , 1 -> 0）**
4.  **负数的补码 = 它的反码 + 1，负数的反码 = 负数的补码 - 1**
5.  0的反码、补码都是0
6.  java中没有无符号数
7.  在计算机运算的时候都是**以补码的方式来运算**的
8.  当我们看运算结果的时候，要看他的原码

### 位运算 ###

> 七个位运算符(&、|、^、~、>>、<<、>>>)

*  \*\*按位与&：\*\*两位全是1，结果位1，否则为0
 *  \*\*按位或|：\*\*两位有一个为1，结果为1，否则为0
 *  \*\*按位异或^：\*\*两位一个为0，一个为1，结果为1，否则为0
 *  \*\*按位取反~：\*\*0 -> 1，1 -> 0

**示例：**

> **在运算时，先将数字转为原码，再转为补码然后使用补码进行运算，将运算后的补码再转为原码即为结果**（注意：负数和正数在转换时的方式不一致）
> 
> 依据补码进行运算，在转换为原码

//2&3=？
    1.2的原码：00000000 00000000 00000000 00000010
    	2的补码：00000000 00000000 00000000 00000010
    2.3的原码：00000000 00000000 00000000 00000011
    	3的补码：00000000 00000000 00000000 00000011
    3.按位&
    	00000000 00000000 00000000 00000010
    	00000000 00000000 00000000 00000011
    运算后的补码：00000000 00000000 00000000 00000010
    运算后的原码：00000000 00000000 00000000 00000010
    所以结果：2
    
    //~-2=？
    1.-2的原码：10000000 00000000 00000000 00000010
    2.-2的反码：11111111 11111111 11111111 11111101
    3.-2的补码：11111111 11111111 11111111 11111110
    4.~-2运算后的补码：00000000 00000000 00000000 00000001
    5.运算后的原码：00000000 00000000 00000000 00000001
    所以结果：1
    
    //~2=？
    1.2的补码：00000000 00000000 00000000 00000010
    2.~2运算后的补码：11111111 11111111 11111111 11111101
    3.运算后的反码：11111111 11111111 11111111 11111100
    4.运算后的原码：10000000 00000000 00000000 00000011
    所以结果：-3

*  \*\*算数右移 >>：\*\*低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
    
    **示例**：1 >> 2
    
    \*\*本质：\*\*1 / 2 / 2 = 0
 *  **算数左移 <<**：符号位不变，低位补0
    
    \*\*示例：\*\*1 << 2
    
    \*\*本质：\*\*1 \* 2 \* 2 = 4
 *  \*\*逻辑右移 >>>（无符号右移）：\*\*低位溢出，高位补0

**示例：**

//1>>2
    1的原码：00000000 00000000 00000000 00000001
    1 >> 2：00000000 00000000 00000000 00000000 01
    	相当于：00000000 00000000 00000000 00000000
    	本质：1/2/2=0
    所以结果：0
    
    //1<<2
    1的原码：00000000 00000000 00000000 00000001
    1 << 2：00000000 00000000 00000000 00000100
    	本质：1*2*2=4
    所以结果：4