JAVA基础1——字节&位运算

2024年1月17日 238次阅读 来源: veezean

占用字节数 & 取值范围

Java一共有8种基本数据类型（原始数据类型）：

类型            存储要求               范围（包含）                默认值              包装类
int           4字节（32位）          -2^31~ 2^31-1                  0               Integer
short         2字节（16位）          -215~215-1                     0               Short
long          8字节（64位）          -2^63~2^63-1                   0               Long
byte          1字节（8位）           -2^7~2^7-1                     0               Byte
float         4字节（32位）          -3.4e+38 ~ 3.4e+38            0.0f             Float
double        8字节（64位）          -1.7e+308 ~ 1.7e+308           0               Double
char          2字节（16位）          u0000~uFFFF（‘’~‘？’）         ‘0’              Character 
boolean       1/8字节(1位）          true, false                  FALSE             Boolean

对于float与double类型：

内存结构：

  1. float类型： 内存中共占4个字节，32bit位，其中bit位从高到低，依次是1位符号位、8位指数位、23位尾数位；
  2. double类型：内存中共占8字节，64bit位，其中bit位从高到低，依次是1位符号位、11位指数位、52位尾数位；

精度：
精度由尾数的位数决定，在内存中按照科学计数法的方式存储的。

关于比较是否相等：

  1. 两个浮点数之间不能通过==来比较是否相等，因为浮点数的精度是有限制的，超过精度限制的浮点数，计算机会将精度之外的小数部分截断，如果直接==比较的话，会出现两个不一样的值结果大小判断却相等的情况。
  2. 一般情况下，不要通过==或者!=来比较，可以通过判断其差值的绝对值是否大于0来判断。
  3. 实际应用中，一般两个浮点数之间的差值的绝对值小于等于某一个可接受的误差（即：精度，比如0.00000001），就认为是相同的。

实际应用原则：

  1. 程序中尽量避免浮点型数据的比较；
  2. float、double类型运算一般都不准确，只适合科学计算或者工程计算，不适用与商业计算。比如1.0f-0.9f=0.100000024

为了解决JAVA中浮点数精度不够的问题，可以使用BigDecimal来替代，适用于对精度要求较高的系统中。

源码 & 反码 && 补码

源码

源码就是数字对应的二进制表示。

负数的源码 = 正数的源码取反再加1

反码

正数的反码就是源码自身。

负数的反码就是：保持源码符号位不变，其余各个位取反。

补码

正数的补码就是源码自身。

负数的补码就是： 反码基础上加1

如何根据补码计算源码：

  1. 最高位如果是0，即为正数，其补码即为源码;
  2. 最高位如果是1，即为负数，对此补码再次计算补码，结果即为源码（即：补码的补码即为源码）。

为什么要有源码、反码、补码

反码、补码存在主要是为了是计算机运算更加方便。
具体可以参见http://www.cnblogs.com/zhangziqiu/archive/2011/03/30/ComputerCode.html

运算符

根据参与运算的参数个数，可以分为下面几种：

  1. 一元运算符：就是只需要一个参数的运算，比如++、–、~、！等；
  2. 二元运算符：就是需要2个参数的运算，比如+、-、*、>、<等；
  3. 三元运算符：就是需要3个参数的运算，比如?:运算符（isTrue ? A : B）。

位运算相关

JAVA中的位运算符有下面几种：

  1. 左移（<<）、右移（>>）、无符号右移(>>>)
  2. 位与(&)、位或(|)、位非(~)、位异或(^)

1. 位与

参加运算的两个数据，按二进制位进行位与运算.

例如：3&5

  • 先将两个数据转化为二进制数,然后按位进行与运算，同为1结果为1，其它情况结果为0；
  • 即：11&101=001结果为1

特别提醒：负数按补码形式参加按位与运算。

位与运算的特殊用途：

  1. 清零（将一个单元与0进行位与运算结果为零）
  2. 取一个数中指定位（例如取X=1010 1101的低四位 则将X&00001111得到0000 1101）。

2. 位或

参加运算的两个数据，按二进制位进行位或运算

例如：3 | 5

  • 先将两个数据转化为二进制数，然后进行按位或运算，只要有一个是1结果为1，不然结果为0；
  • 即：11&101=111结果为7

特别提醒：负数按补码形式参加按位或运算。

位或运算的特殊用途：

常用来对数据的某些位置1（例如将X=1010 1010的第四位置1，则将X |0000 1111得到1010 1111）。

3. 位非

快速计算结果的方法：

~a的值为-（a+1）。比如~2=-3，~（-2）=1

具体计算说明：

位非操作实际上是对计算机的补码进行操作的。 即：先源码转补码，然后对补码进行逐位取反，最后再将处理后的补码转回源码。

  1. 根据二进制源码获取其补码；
  2. 对补码进行按位取反；
  3. 将计算后的补码转换回源码。

对于正整数，其补码与源码相同，对于负数，其补码位源码的取反再加一。

4. 位异或

参加运算的两个数据，按二进制位进行位异或运算

例如：3^5

  • 先将两个数据转化为二进制数，然后进行按位异或运算，只要位不同结果为1，不然结果为0；
  • 即：11^101=110结果为6

异或运算的特殊用途：

  1. 使特定位翻转找一个数，对应X要翻转的各位，该数的对应位为1，其余位为零，此数与X对应位异或即可。例：X=10101110，使X低4位翻转，用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。
  2. 与0异或得到原值
    原文作者：veezean
    原文地址: https://www.cnblogs.com/veezean/p/7615685.html
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