Побитовые операторы в Java

Побитовые операторы в Java

В языке программирования Java определено несколько побитовых операторов. Эти операторы применяются к целочисленным типам данных, таким как byte, short, int, long и char.

Список побитовых операторов

• & — побитовое И (AND)
• | — побитовое ИЛИ (OR)
• ^ — побитовое исключающее ИЛИ (XOR)
• ~ — побитовое дополнение (NOT)
• << — сдвиг влево
• >> — сдвиг вправо
• >>> — сдвиг вправо с заполнением нулями

Побитовые операторы выполняют операции над каждым битом чисел по отдельности.

Пример

 int a = 55; 
int b = 24; 
System.out.println(Integer.toBinaryString(a)); // 110111 
System.out.println(Integer.toBinaryString(b)); // 11000 

После преобразования в двоичный код:

 a = 110111 b = 011000 

Побитовое И (&)

Оператор & (AND) возвращает 1 в том разряде, где оба операнда имеют бит 1. Иначе возвращается 0.

Пример:

 int result = a & b; 
System.out.println(Integer.toBinaryString(result)); // 10000 
System.out.println(result); // 16 

Пошаговое объяснение:

Результат — двоичное число 010000, что в десятичной системе равно 16.

Побитовое ИЛИ (|)

Оператор | возвращает 1 в том разряде, где хотя бы один из операндов имеет бит 1.

 int result = a | b; 
System.out.println(Integer.toBinaryString(result)); // 111111 System.out.println(result); // 63 

Результат: 111111 = 63.

Побитовое исключающее ИЛИ (^)

Оператор ^ (XOR) возвращает 1 в том разряде, где биты различаются, и 0, где одинаковы.

 int result = a ^ b; 
System.out.println(Integer.toBinaryString(result)); // 101111 System.out.println(result); // 47 

Результат: 101111 = 47.

Побитовое дополнение (~)

Оператор ~ инвертирует все биты числа — все 1 становятся 0, и наоборот.

 int a = 55; 
System.out.println(Integer.toBinaryString(~a)); // ...результат будет в дополнительном коде System.out.println(~a); // -56 

При побитовом дополнении Java использует представление чисел в дополнительном коде, поэтому результат отрицательный.

Побитовые сдвиги

• << — сдвигает биты влево, заполняя справа нулями (умножение на 2 в степени N)
• >> — сдвигает биты вправо, сохраняя знак (деление на 2 в степени N)
• >>> — сдвигает вправо, заполняя нулями (независимо от знака)

Пример:

 int a = 8; 
System.out.println(a << 2); // 32 (8 * 2^2) 
System.out.println(a >> 1); // 4 (8 / 2^1) 
System.out.println(a >>> 1); // 4 (тот же результат для положительных чисел) 

Домашнее задание

1. Создайте две переменные int a и int b с разными значениями.
2. Выведите их двоичное представление с помощью Integer.toBinaryString().
3. Примените к ним все побитовые операторы: &, |, ^, ~, <<, >>, >>>.
4. Для каждого результата выведите двоичный и десятичный вид.
5. Попробуйте объяснить, почему получились такие результаты.

Тест — Насколько ты понял урок?