Во-первых, стоит освежить знания о бинарном представлении целых знаковых чисел. В Java используется подход two's complement – для значения 0 все биты нули, при переполнении максимального значения на 1 получается минимальное.
Бинарные битовые операторы
&, | и ^ действуют очевидным образом: выполняют побитовые «И», «ИЛИ» и «исключающее ИЛИ» (XOR) соответственно. Здесь особенно интересен XOR:🔘 Применение к значению «исключающего или» с одним и тем же параметром два раза дает то же значение. За счет этого его можно использовать как простейшее шифрование, аргумент выступит ключом;
🔘 С помощью XOR реализуется XOR-обмен – алгоритм обмена значениями переменных без дополнительной памяти и без риска переполнения. Это также один из популярных вопросов для собеседования.
Унарный оператор битового отрицания (дополнения)
~. Эквивалентен «исключающему или» с самим собой – все биты инвертируются. ~x эквивалентно -x-1. ~0 == -1.Битовые сдвиги: левый
<< правый знаковый >> и правый беззнаковый >>>. Левый операнд – что сдвигать, правый – на сколько битов.Второй параметр, дистанция сдвига, должен быть не больше доступных разрядов – 31 для
int и 63 для long. Если передано значение больше – используются младшие 5 и 7 битов соответственно. То есть для int переменной x << 33 эквивалентно x << 2.a << b эквивалентно умножению a на 2 в степени b.a >> b совпадает с делением на 2 в степени b, с округлением вниз. Для положительных a то же что a/pow(2,b). Для не делящихся нацело на pow(2,b) отрицательных это a/pow(2,b)-1.Беззнаковый сдвиг вправо трактует число не как two's complement, а как беззнаковое. То есть
Integer.MIN_VALUE будет сдвинут так, как будто это сдвигается число на 1 большее чем Integer.MAX_VALUE.Беззнакового сдвига влево не существует, потому что он совпадал бы со знаковым сдвигом, и был бы избыточным.