表4.2 位運算符及其結果

運算符 結果
~ 按位非（NOT）（一元運算）
& 按位與（AND）
按位或（OR）
^ 按位異或（XOR）
>> 右移
>>> 右移，左邊空出的位以0填充
運算符 結果
<< 左移
&= 按位與賦值
= 按位或賦值
^= 按位異或賦值
>>= 右移賦值
>>>= 右移賦值，左邊空出的位以0填充
<<= 左移賦值

續表

既然位運算符在整數范圍內對位操作，因此理解這樣的操作會對一個值產生什么效果是重要的。具體地說，知道Java 是如何存儲整數值并且如何表示負數的是有用的。因此，在繼續討論之前，讓我們簡短概述一下這兩個話題。

所有的整數類型以二進制數字位的變化及其寬度來表示。例如，byte 型值42的二進制代碼是00101010 ，其中每個位置在此代表2的次方，在最右邊的位以20開始。向左下一個位置將是21，或2，依次向左是22，或4，然后是8，16，32等等，依此類推。因此42在其位置1，3，5的值為1（從右邊以0開始數）；這樣42是21+23+25的和，也即是2+8+32 。

所有的整數類型（除了char 類型之外）都是有符號的整數。這意味著他們既能表示正數，又能表示負數。Java 使用大家知道的2的補碼（two's complement ）這種編碼來表示負數，也就是通過將與其對應的正數的二進制代碼取反（即將1變成0，將0變成1），然后對其結果加1。例如，-42就是通過將42的二進制代碼的各個位取反，即對00101010 取反得到11010101 ，然后再加1，得到11010110 ，即-42 。要對一個負數解碼，首先對其所有的位取反，然后加1。例如-42，或11010110 取反后為00101001 ，或41，然后加1，這樣就得到了42。

假如考慮到零的交叉（zero crossing ）問題，你就輕易理解Java （以及其他絕大多數語言）這樣用2的補碼的原因。假定byte 類型的值零用00000000 代表。它的補碼是僅僅將它的每一位取反，即生成11111111 ，它代表負零。但問題是負零在整數數學中是無效的。為了解決負零的問題，在使用2的補碼代表負數的值時，對其值加1。即負零11111111 加1后為100000000 。但這樣使1位太靠左而不適合返回到byte 類型的值，因此人們規定，-0和0的表示方法一樣，-1的解碼為11111111 。盡管我們在這個例子使用了byte 類型的值，但同樣的基本的原則也適用于所有Java 的整數類型。

因為Java 使用2的補碼來存儲負數，并且因為Java 中的所有整數都是有符號的，這樣應用位運算符可以輕易地達到意想不到的結果。例如，不管你如何打算，Java 用高位來代表負數。為避免這個討厭的意外，請記住不管高位的順序如何，它決定一個整數的符號。

4.2.1 位邏輯運算符
位邏輯運算符有“與”（AND）、“或”（OR）、“異或（XOR ）”、“非（NOT）”，分別用“&”、“”、“^”、“~”表示，4-3 表顯示了每個位邏輯運算的結果。在繼續討論之前，請記住位運算符應用于每個運算數內的每個單獨的位。
表4-3 位邏輯運算符的結果
A 0 1 0 1 B 0 0 1 1 A B 0 1 1 1 A & B 0 0 0 1 A ^ B 0 1 1 0 ~A 1 0 1 0

按位非（NOT）

按位非也叫做補，一元運算符NOT“~”是對其運算數的每一位取反。例如，數字42，它的二進制代碼為：

00101010

經過按位非運算成為

11010101

按位與（AND）

按位與運算符“&”，假如兩個運算數都是1，則結果為1。其他情況下，結果均為零。看下面的例子：

00101010 42 &00001111 15

00001010 10

按位或（OR）

按位或運算符“”，任何一個運算數為1，則結果為1。如下面的例子所示：

00101010 42 00001111 15

00101111 47

按位異或（XOR）