Java for Beginner

Побитовые операции в Java

Побитовые операции в Java позволяют напрямую манипулировать битами целочисленных данных, что может быть полезно для работы с флагами, оптимизации памяти, шифрования и других задач, требующих работы на низком уровне. Эти операции выполняются очень быстро и являются неотъемлемой частью многих эффективных алгоритмов.

Основные побитовые операции в Java

Побитовое И (AND): &
Побитовое ИЛИ (OR): |
Побитовое исключающее ИЛИ (XOR): ^
Побитовое отрицание (NOT): ~
Сдвиг влево: <<
Сдвиг вправо с сохранением знака: >>
Логический сдвиг вправо: >>>

1. Побитовое И (AND) — &

Оператор & сравнивает два числа побитово и возвращает результат, где каждый бит будет равен 1 только в случае, если оба сравниваемых бита равны 1.

public class BitwiseAndExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;  // 00000101
        int b = 3;  // 00000011
        int result = a & b;  // 00000001
        System.out.println("Результат побитового AND: " + result); // 1
    }
}
Этот оператор часто используется для маскирования битов. Например, можно использовать маску для извлечения только определенных битов из числа.

2. Побитовое ИЛИ (OR) — |

Оператор | сравнивает два числа и возвращает результат, где каждый бит будет равен 1, если хотя бы один из соответствующих битов равен 1.

public class BitwiseOrExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;  // 00000101
        int b = 3;  // 00000011
        int result = a | b;  // 00000111
        System.out.println("Результат побитового OR: " + result); // 7
    }
}
Оператор используется для установки битов в 1, если нужно включить несколько флагов.

3. Побитовое исключающее ИЛИ (XOR) — ^

Оператор ^ возвращает результат, где каждый бит равен 1, если соответствующие биты различны.

public class BitwiseXorExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;  // 00000101
        int b = 3;  // 00000011
        int result = a ^ b;  // 00000110
        System.out.println("Результат побитового XOR: " + result); // 6
    }
}
Этот оператор часто применяется для таких задач, как проверка на различие или изменение значений на уровне отдельных битов.

4. Побитовое отрицание (NOT) — ~

Оператор ~ инвертирует все биты числа: 1 превращается в 0, и наоборот. Это приводит к тому, что положительное число становится отрицательным.

public class BitwiseNotExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;  // 00000101
        int result = ~a;  // 11111010 (в десятичной системе это -6)
        System.out.println("Результат побитового NOT: " + result); // -6
    }
}
Побитовое отрицание часто используется при работе с масками и с числами в формате дополнительного кода (two’s complement).

5. Сдвиг влево — <<

Оператор сдвига влево сдвигает биты числа на заданное количество позиций влево, заполняя освободившиеся места нулями. Это аналогично умножению числа на степень двойки.

public class LeftShiftExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;  // 00000101
        int result = a << 2;  // 00010100 (в десятичной системе это 20)
        System.out.println("Результат сдвига влево: " + result); // 20
    }
}

6. Сдвиг вправо с сохранением знака — >>

Этот оператор сдвигает биты числа вправо, при этом заполняя слева биты в зависимости от знака числа. Если число положительное, добавляются нули, если отрицательное — единицы.

public class RightShiftExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = -5;  // 11111111111111111111111111111011
        int result = a >> 2;  // 11111111111111111111111111111110
        System.out.println("Результат сдвига вправо с сохранением знака: " + result); // -2
    }
}

#Java #Training #Medium #Bitwise_Operators

123 views05:40

Java for Beginner

7. Логический сдвиг вправо — >>>

Логический сдвиг вправо отличается от сдвига с сохранением знака тем, что всегда добавляет нули, независимо от того, положительное или отрицательное число.

public class UnsignedRightShiftExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = -5;  // 11111111111111111111111111111011
        int result = a >>> 2;  // 00111111111111111111111111111110
        System.out.println("Результат логического сдвига вправо: " + result); // 1073741822
    }
}

Применение побитовых операций

Побитовые операции широко используются в низкоуровневых задачах, таких как:
Маскирование битов: Выборка или установка конкретных битов с использованием побитового И или ИЛИ.
Работа с флагами: Побитовые операции часто применяются для работы с флагами, когда одно целое число содержит несколько логических состояний.
Оптимизация операций: Некоторые математические операции, такие как умножение и деление на степени двойки, могут быть реализованы с помощью сдвигов, что ускоряет выполнение программы.

#Java #Training #Medium #Bitwise_Operators

131 views05:40

About

Blog

Apps

Platform