Java中的位运算和应用场景简介

    我们知道程序中的所有数字都以二进制形式存储在计算机内存中，并且位操作直接对内存中整数的二进制位进行操作。例如，and操作本来是逻辑运算符，但是and操作也可以在整数和整数之间执行。  

    位运算主要包括移位运算和逻辑运算。让我们分别讨论移位运算和逻辑运算。  

    移位操作：

    左移：操作符为<<，向左移动，右边的低位补0，左边高位舍弃，将二进制看做整数，左移1位就相当于乘以2。无符号右移：操作符为>>>，向右移动，右边的舍弃掉，左边补0。有符号右移：操作符为>>，向右移动，右边的舍弃掉，左边补的值取决于原来最高位，原来是1就补1，原来是0就补0，将二进制看做整数，右移1位相当于除以2。

    例如：

    逻辑运算有：

    按位与 &：两位都为1才为1

    按位或 |：只要有一位为1，就为1

    按位取反 ~： 1变为0，0变为1

    按位异或 ^ ：相异为真，相同为假

    例如：

    我们来看几个简单的应用场景：

    场景一：判断奇偶

    分析：奇数都不是2的整数倍，转换成二进制后最低位必然为1，偶数则相反。利用这个特性我们可以很容易的通过位运算判断一个整数的奇偶性。

    看代码：

    场景二：判断一个正整数是不是2的整数次幂

    分析：我们先来看一下常见的2的整数次幂的数：2、4、8、16，转化成二进制依次为：10、100、1000、10000，发现规律了没有？那就是除了首位是1，其他全是0。恰巧这些数减去1后等于他们依次按位取反的结果，比如8-1=7，二进制是111，可以通过8的二进制1000按位取反得到。而8&7=0，提取一下规律就是：

    符合这个规律的n就是2的整数次幂了。

    场景三：简单的集合处理

    不废话，直接看代码：

    测试一下：

    输出为：

    好的，没有问题。

    大家可能会觉得，上面的示例代码中的A、B、C、D有点类似于枚举，事实上jdk源码中的关于枚举的集合类EnumSet使用的就是类似的方案，当然比这个复杂得多，有兴趣的可以去翻一下源码，这个方案它有个名字，叫位向量。

    顺便说一下，java的int包装类Integer中有许多静态工具可提供按位操作，其中大多数非常复杂。您可以查看是否有兴趣。

    结束语：

    位操作是计算机的最佳操作，在jdk的源代码中也广泛使用。理解它可以帮助我们更深入地了解计算机，也可以帮助我们编写更优雅的代码。