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java位运算

上官无筵
 上官无筵
发布于 2013/03/12 10:50
字数 2207
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位移动运算符:

<<表示左移, 左移一位表示原来的值乘2.

例如:3 <<2(3为int型)
1)把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011,
2)把该数字高位(左侧)的两个零移出,其他的数字都朝左平移2位,
3)在低位(右侧)的两个空位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100,
转换为十进制是12。

同理,>>表示右移. 右移一位表示除2.

位运算:

位运算符包括: 与(&)、非(~)、或(|)、异或(^)

  &:当两边操作数的位同时为1时,结果为1,否则为0。如1100&1010=1000   

      | :当两边操作数的位有一边为1时,结果为1,否则为0。如1100|1010=1110   

      ~:0变1,1变0   

      ^:两边的位不同时,结果为1,否则为0.如1100^1010=0110

位运算与位移动运行符的一个场景:

    HashMap的功能是通过“键(key)”能够快速的找到“值”。下面我们分析下HashMap存数据的基本流程:
    1、 当调用put(key,value)时,首先获取key的hashcode,int hash = key.hashCode();
    2、 再把hash通过一下运算得到一个int h.
hash ^= (hash >>> 20) ^ (hash >>> 12);
int h = hash ^ (hash >>> 7) ^ (hash >>> 4);
为什么要经过这样的运算呢?这就是HashMap的高明之处。先看个例子,一个十进制数32768(二进制1000 0000 0000 0000),经过上述公式运算之后的结果是35080(二进制1000 1001 0000 1000)。看出来了吗?或许这样还看不出什么,再举个数字61440(二进制1111 0000 0000 0000),运算结果是65263(二进制1111 1110 1110 1111),现在应该很明显了,它的目的是让“1”变的均匀一点,散列的本意就是要尽量均匀分布

  3、 得到h之后,把h与HashMap的承载量(HashMap的默认承载量length是16,可以自动变长。在构造HashMap的时候也可以指定一个长度。这个承载量就是上图所描述的数组的长度。)进行逻辑与运算,即 h & (length-1),这样得到的结果就是一个比length小的正数,我们把这个值叫做index。其实这个index就是索引将要插入的值在数组中的位置。第2步那个算法的意义就是希望能够得出均匀的index,这是HashTable的改进,HashTable中的算法只是把key的 hashcode与length相除取余,即hash % length,这样有可能会造成index分布不均匀。还有一点需要说明,HashMap的键可以为null,它的值是放在数组的第一个位置。

4、 我们用table[index]表示已经找到的元素需要存储的位置。先判断该位置上有没有元素(这个元素是HashMap内部定义的一个类Entity,基本结构它包含三个类,key,value和指向下一个Entity的next),没有的话就创建一个Entity<K,V>对象,在 table[index]位置上插入,这样插入结束;如果有的话,通过链表的遍历方式去逐个遍历,看看有没有已经存在的key,有的话用新的value替换老的value;如果没有,则在table[index]插入该Entity,把原来在table[index]位置上的Entity赋值给新的 Entity的next,这样插入结束。

附:hashmap是列表与链表的结合体.

参:http://www.cnblogs.com/highriver/archive/2011/08/15/2139462.html

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转自http://www.iteye.com/topic/766461

移位运算符

java移位运算符不外乎就这三种:<<(左移)、>>(带符号右移)和>>>(无符号右移)。 
1、 左移运算符
左移运算符<<使指定值的所有位都左移规定的次数。
1)它的通用格式如下所示:
value << num
num 指定要移位值value 移动的位数。
左移的规则只记住一点:丢弃最高位,0补最低位
如果移动的位数超过了该类型的最大位数,那么编译器会对移动的位数取模。如对int型移动33位,实际上只移动了33%32=1位。

2)运算规则
按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数,高位移出(舍弃),低位的空位补零。
当左移的运算数是int 类型时,每移动1位它的第31位就要被移出并且丢弃;
当左移的运算数是long 类型时,每移动1位它的第63位就要被移出并且丢弃。
当左移的运算数是byte 和short类型时,将自动把这些类型扩大为 int 型。

3)数学意义
在数字没有溢出的前提下,对于正数和负数,左移一位都相当于乘以2的1次方,左移n位就相当于乘以2的n次方

4)计算过程:
例如:3 <<2(3为int型)
1)把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011,
2)把该数字高位(左侧)的两个零移出,其他的数字都朝左平移2位,
3)在低位(右侧)的两个空位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100,
转换为十进制是12。
移动的位数超过了该类型的最大位数,
如果移进高阶位(31或63位),那么该值将变为负值。下面的程序说明了这一点:

Java代码  
  1. // Left shifting as a quick way to multiply by 2.  
  2. public class MultByTwo {  
  3. public static void main(String args[]) {  
  4.    int i;  
  5.    int num = 0xFFFFFFE;   
  6.    for(i=0; i<4; i++) {  
  7.        num = num << 1;   
  8.      System.out.println(num);  
  9.    }  
  10.   }  
  11. }  
// Left shifting as a quick way to multiply by 2.
public class MultByTwo {
public static void main(String args[]) {
   int i;
   int num = 0xFFFFFFE; 
   for(i=0; i<4; i++) {
       num = num << 1; 
     System.out.println(num);
   }
  }
}



该程序的输出如下所示:

536870908
1073741816
2147483632
-32
注:n位二进制,最高位为符号位,因此表示的数值范围-2^(n-1) ——2^(n-1) -1,所以模为2^(n-1)。

2、 右移运算符
右移运算符<<使指定值的所有位都右移规定的次数。
1)它的通用格式如下所示:
value >> num
num 指定要移位值value 移动的位数。
右移的规则只记住一点:符号位不变,左边补上符号位

2)运算规则:
按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数,低位移出(舍弃),高位的空位补符号位,即正数补零,负数补1
当右移的运算数是byte 和short类型时,将自动把这些类型扩大为 int 型。
例如,如果要移走的值为负数,每一次右移都在左边补1,如果要移走的值为正数,每一次右移都在左边补0,这叫做符号位扩展(保留符号位)(sign extension ),在进行右移

操作时用来保持负数的符号。


3)数学意义
右移一位相当于除2,右移n位相当于除以2的n次方。

4)计算过程
11 >>2(11为int型)
1)11的二进制形式为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011
2)把低位的最后两个数字移出,因为该数字是正数,所以在高位补零。
3)最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。
转换为十进制是3。

35 >> 2(35为int型)
35转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011 
把低位的最后两个数字移出:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
转换为十进制: 8

5)在右移时不保留符号的出来
右移后的值与0x0f进行按位与运算,这样可以舍弃任何的符号位扩展,以便得到的值可以作为定义数组的下标,从而得到对应数组元素代表的十六进制字符。
例如

Java代码  
  1. public class HexByte {  
  2. public static public void main(String args[]) {  
  3. char hex[] = {  
  4. '0''1''2''3''4''5''6''7',   
  5. '8''9''a''b''c''d''e''f''   
  6. };  
  7. byte b = (byte0xf1;   
  8. System.out.println("b = 0x" + hex[(b >> 4) & 0x0f] + hex[b & 0x0f]);  
  9. }  
  10. }   
public class HexByte {
public static public void main(String args[]) {
char hex[] = {
'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', 
'8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'' 
};
byte b = (byte) 0xf1; 
System.out.println("b = 0x" + hex[(b >> 4) & 0x0f] + hex[b & 0x0f]);
}
}



(b >> 4) & 0x0f的运算过程:
b的二进制形式为:1111 0001
4位数字被移出:0000 1111
按位与运算:0000 1111
转为10进制形式为:15

b & 0x0f的运算过程:
b的二进制形式为:1111 0001
0x0f的二进制形式为:0000 1111
按位与运算:0000 0001
转为10进制形式为:1

所以,该程序的输出如下:
b = 0xf1


3、无符号右移
无符号右移运算符>>>
它的通用格式如下所示:
value >>> num
num 指定要移位值value 移动的位数。
无符号右移的规则只记住一点:忽略了符号位扩展,0补最高位
无符号右移运算符>>> 只是对32位和64位的值有意义

本文转载自:http://www.cnblogs.com/highriver/archive/2011/08/15/2139600.html

上官无筵
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