Ⅰ java位運算符
位操作符（bitwise operator）
位操作符允許我們操作一個基本數據類型中的整數型值的單個「比特（bit）」，即二進制位。
位操作符會對兩個參數對應的位執行布爾代數運算，並最終生成一個結果。
位操作符來源於 C 語言面向底層的操作，那時我們經常需要直接操縱硬體，設置硬體寄存
器內的二進制位。Java的設計初衷是嵌入電視機頂盒內，所以這種低級操作仍被保留了下來。
但是，我們可能不會過多地使用到位運算符。
如果兩個輸入位都是 1，則按位「與」操作符（&）生成一個輸出位 1；否則生成一個輸出
位0。如果兩個輸入位里只要有一個是1，則按位「或」操作符（|）生成一個輸出位1；只
有在兩個輸入位都是0的情況下，它才會生成一個輸出位0。如果兩個輸入位的某一個是1，
但不全都是1，那麼「異或」操作（^）生成一個輸出位1。按位「非」（~ ，也稱為取補運
算，ones compliement operator ）屬於一元操作符；它只對一個操作數進行操作（其他位操
作是二元運算）。按位「非」生成與輸入位相反的值——若輸入0，則輸出1；輸入1，則輸
出0。
位操作符和邏輯操作符都使用了同樣的符號。因此，我們能方便地記住它們的含義：由於「位」
是非常「小」的，所以位操作符僅使用了一位符號。
位操作符可與等號（=）聯合使用，以便合並運算操作和賦值操作：&=，|=和^=都是合法
的（由於~是一元操作符，所以不可與=聯合使用）。
我們將布爾類型（boolean）作為一種「單比特」值對待，所以它多少有些獨特的地方。我們
可對它執行按位「與」、「或」和「異或」運算，但不能執行按位「非」（大概是為了避免與
邏輯 NOT 混淆）。對於布爾值，位操作符具有與邏輯操作符相同的效果，只是它們不會中
途「短路」。此外，針對布爾值進行的按位運算為我們新增了一個「異或」邏輯操作符，它並
未包括在「邏輯」操作符的列表中。在移位表達式中，我們被禁止使用布爾運算，原因將在下
面解釋。
移位操作符（shift operator）
移位操作符操作的運算對象也是二進制的「位」，但是它們只可以被用來處理整數類型（基本
類型的一種）。左移位操作符（<<）能將操作符左邊的運算對象向左移動操作符右側指定的
位數（在低位補 0）。「有符號」右移位操作符（>>）則將操作符左邊的運算對象向右移動操
作符右側指定的位數。「有符號」右移位操作符使用了「符號擴展」：若符號為正，則在高位插
入0；若符號為負，則在高位插入1。Java中增加了一種「無符號」右移位操作符（>>>），它
使用了「零擴展」：無論正負，都在高位插入0。這一操作符是C或C++沒有的。
如果對char、byte或者short類型的數值進行移位處理，那麼在移位進行之前，它們會自動
轉換為int，並且得到的結果也是一個int類型的值。而右側操作數，作為真正移位的位數，
只有其二進製表示中的低5位才有用。這樣可防止我們移位超過int型值所具有的位數。（譯
註：因為2的5次方為32，而int型值只有32位）。若對一個long類型的數值進行處理，
最後得到的結果也是long。此時只會用到右側操作數的低6位，以防止移位超過long型數
值具有的位數。
移位可與等號（<<=或>>=或>>>=）組合使用。此時，操作符左邊的值會移動由右邊的值指
定的位數，再將得到的結果賦回左邊的變數。但在進行「無符號」右移結合賦值操作時，可能
會遇到一個問題：如果對byte或short值進行這樣的移位運算，得到的可能不是正確的結果。
它們會先被轉換成int類型，再進行右移操作。然後被截斷，賦值給原來的類型，在這種情
況下可能得到-1的結果。下面這個例子演示了這種情況：
//: c03:URShift.java
// Test of unsigned right shift.
import com.bruceeckel.simpletest.*;
public class URShift {
static Test monitor = new Test();
public static void main(String[] args) {
int i = -1;
System.out.println(i >>>= 10);
long l = -1;
System.out.println(l >>>= 10);
short s = -1;
System.out.println(s >>>= 10);
byte b = -1;
System.out.println(b >>>= 10);
b = -1;
System.out.println(b>>>10);
monitor.expect(new String[] {
"4194303",
"18014398509481983",
"-1",
"-1",
"4194303"
});
}
} ///:~
在最後一個移位運算中，結果沒有賦回給b，而是直接列印出來，所以其結果是正確的。
下面這個例子向大家闡示了如何應用涉及「按位」操作的所有操作符：
//: c03:BitManipulation.java
// Using the bitwise operators.
import com.bruceeckel.simpletest.*;
import java.util.*;
public class BitManipulation {
static Test monitor = new Test();
public static void main(String[] args) {
Random rand = new Random();
int i = rand.nextInt();
int j = rand.nextInt();
printBinaryInt("-1", -1);
printBinaryInt("+1", +1);
int maxpos = 2147483647;
printBinaryInt("maxpos", maxpos);
int maxneg = -2147483648;
printBinaryInt("maxneg", maxneg);
printBinaryInt("i", i);
printBinaryInt("~i", ~i);
printBinaryInt("-i", -i);
printBinaryInt("j", j);
printBinaryInt("i & j", i & j);
printBinaryInt("i | j", i | j);
printBinaryInt("i ^ j", i ^ j);
printBinaryInt("i << 5", i << 5);
printBinaryInt("i >> 5", i >> 5);
printBinaryInt("(~i) >> 5", (~i) >> 5);
printBinaryInt("i >>> 5", i >>> 5);
printBinaryInt("(~i) >>> 5", (~i) >>> 5);
long l = rand.nextLong();
long m = rand.nextLong();
printBinaryLong("-1L", -1L);
printBinaryLong("+1L", +1L);
long ll = 9223372036854775807L;
printBinaryLong("maxpos", ll);
long lln = -9223372036854775808L;
printBinaryLong("maxneg", lln);
printBinaryLong("l", l);
printBinaryLong("~l", ~l);
printBinaryLong("-l", -l);
printBinaryLong("m", m);
printBinaryLong("l & m", l & m);
printBinaryLong("l | m", l | m);
printBinaryLong("l ^ m", l ^ m);
printBinaryLong("l << 5", l << 5);
printBinaryLong("l >> 5", l >> 5);
printBinaryLong("(~l) >> 5", (~l) >> 5);
printBinaryLong("l >>> 5", l >>> 5);
printBinaryLong("(~l) >>> 5", (~l) >>> 5);
monitor.expect("BitManipulation.out");
}
static void printBinaryInt(String s, int i) {
System.out.println(
s + ", int: " + i + ", binary: ");
System.out.print(" ");
for(int j = 31; j >= 0; j--)
if(((1 << j) & i) != 0)
System.out.print("1");
else
System.out.print("0");
System.out.println();
}
static void printBinaryLong(String s, long l) {
System.out.println(
s + ", long: " + l + ", binary: ");
System.out.print(" ");
for(int i = 63; i >= 0; i--)
if(((1L << i) & l) != 0)
System.out.print("1");
else
System.out.print("0");
System.out.println();
}
} ///:~
程序末尾調用了兩個方法：printBinaryInt()和printBinaryLong()。它們分別接受
一個 int 或 long 值的參數，並用二進制格式輸出，同時附有簡要的說明文字。你可以暫
時忽略它們具體是如何實現的。
請注意這里是用 System.out.print()，而不是 System.out.println()。print()方法不自動換行，所
以我們能在同一行里輸出多個信息。
上面的例子中，expect() 以一個文件名作參數，它會從這個文件中讀取預期的行（其中
可以有，也可以沒有正則表達式）。對於那些太長，不適宜列在書里的輸出，這種做法很有
用。這個文件的擴展名是「.out」，是所發布的代碼的一部分，可以從www.BruceEckel.com下
載。如果有興趣的話，可以打開這個文件，看看正確的輸出應該是什麼（或者你自己直接運
行一下前面這個程序）。
上面的例子展示了對int和long的所有按位運算的效果，還展示了int和long的最小值、最
大值、+1和-1值，以及它們的二進制形式，以使大家了解它們在機器中的具體形式。注意，
最高位表示符號：0為正，1為負。下面列出例子中關於int部分的輸出：
-1, int: -1, binary:
+1, int: 1, binary:
maxpos, int: 2147483647, binary:
maxneg, int: -2147483648, binary:
i, int: 59081716, binary:
~i, int: -59081717, binary:
-i, int: -59081716, binary:
j, int: 198850956, binary:
i & j, int: 58720644, binary:
i | j, int: 199212028, binary:
i ^ j, int: 140491384, binary:
i << 5, int: 1890614912, binary:
i >> 5, int: 1846303, binary:
(~i) >> 5, int: -1846304, binary:
i >>> 5, int: 1846303, binary:
(~i) >>> 5, int: 132371424, binary:
數字的二進製表示形式被稱為「有符號的2的補碼」。
Ⅱ java的字元類型佔用幾個比特位
Java的字元類型採用的是Unicode編碼方案，一個字元2個位元組，一個位元組8個比特位，
所以是16位