Java位运算直接操作二进制位,效率高,用于底层控制、权限管理等;核心是“每位独立运算”,含&、|、^、~、、>>>七种,需注意优先级、负数右移差异及类型限制。

Java中的位运算直接操作整数的二进制位,效率高、常用于底层控制、权限管理、算法优化等场景。掌握位运算符的关键不在于死记符号,而在于理解“每一位独立参与运算”的本质。
常用位运算符及核心行为
Java提供6个基本位运算符,全部作用于整数类型(byte、short、int、long),对每个对应比特位分别计算:
- &(按位与):同为1才得1,其余为0。常用于“提取特定位”或“清零某些位”
- |(按位或):有1即为1,全0才为0。常用于“设置某一位”
- ^(按位异或):相同为0,不同为1。具有自反性(a ^ b ^ b == a),常用于交换变量、校验、加密基础
- ~(按位取反):0变1,1变0。注意是带符号整数,结果会受补码影响(如 ~5 得 -6)
- (左移):高位丢弃,低位补0。等价于乘以2的n次方(无溢出前提下)
- >>(带符号右移):高位补符号位(正数补0,负数补1),等价于除以2的n次方并向下取整
- >>>(无符号右移):高位一律补0,适用于需逻辑右移的场景(如处理RGB像素值)
典型实用场景与写法示例
位运算的价值体现在具体问题中,而非孤立符号:
-
判断奇偶性:
n & 1 == 0比n % 2 == 0更快且避免负数取模歧义 -
快速乘除2的幂:用
n 替代n * 8,n >> 2替代n / 4(注意右移对负数的影响) -
设置/清除/翻转某一位:
设置第k位(从0开始):n | (1
清除第k位:n & ~(1
翻转第k位:n ^ (1 -
权限掩码组合:定义权限常量如
READ = 1 ,WRITE = 1 ,EXEC = 1 ,用userPerm & WRITE判断是否具备写权限
注意事项与常见误区
位运算简洁但易出错,需特别留意:
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- 运算符优先级低于比较运算符,使用时务必加括号,例如:
if ((flags & ENABLED) != 0)而非if (flags & ENABLED != 0) - 右移运算对负数的行为差异:
-8 >> 1得 -4(符号位扩展),-8 >>> 1得 2147483644(高位补0,变成大正数) - 不要对 boolean 类型使用位运算——Java中 boolean 不参与位运算,
&和|在 boolean 上是逻辑运算符(且不短路) - 位移位数超过类型位宽时会取模(如 int 是32位,则
n 等价于n ),这点和部分语言不同
位运算与现代Java的结合
虽然日常业务代码中直接手写位运算减少,但其思想仍广泛存在:









