一些java二進(jìn)制的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)
說(shuō)明
任何東西都有規(guī)范,提到JAVA就會(huì)提到2個(gè)規(guī)范,JAVA語(yǔ)言規(guī)范、JVM規(guī)范。JAVA語(yǔ)言規(guī)范主要定義JAVA的語(yǔ)法、變量、類型、文法等等,JVM規(guī)范主要定義Class文件類型、運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)、幀棧、虛擬機(jī)的啟動(dòng)、虛擬機(jī)的指令集等等。
- JAVA語(yǔ)言規(guī)范主要定義什么是JAVA語(yǔ)言。
- JVM規(guī)范主要定義JVM內(nèi)部實(shí)現(xiàn),二進(jìn)制class文件和JVM指令集等。
規(guī)范中數(shù)字的內(nèi)部表示和存儲(chǔ)
JAVA八種基本數(shù)據(jù)類型:
- 整形:byte,short,int,long
- 浮點(diǎn)型:float,double
- 布爾型:boolean
- 字符型:char
- 數(shù)據(jù)類型 所占位數(shù)
數(shù)據(jù)類型 | 所占位數(shù) |
---|---|
int | 32bit |
short | 16bit |
long | 64bit |
byte | 8bit |
char | 16bit |
float | 32bit |
double | 64bit |
boolean | 1bit |
備注:1字節(jié)=8位(1 byte = 8bit)
整數(shù)的表示
- 源碼:第一位為符號(hào)位(0表示正數(shù),1表示負(fù)數(shù))。
- 反碼:符號(hào)位不動(dòng),原碼取反。
- 負(fù)數(shù)補(bǔ)碼:符號(hào)位不動(dòng),反碼加1。
- 正數(shù)補(bǔ)碼:和源碼相同。
備注:補(bǔ)碼的好處:
使用補(bǔ)碼可以沒(méi)有任何歧義的表示0。
補(bǔ)碼可以很好的參與二進(jìn)制的運(yùn)算,補(bǔ)碼相加符號(hào)位參與運(yùn)算,這樣就簡(jiǎn)單很多了。
浮點(diǎn)數(shù)表示
在上圖中,我們了解到Float與Double都是支持IEEE 754
我們以float來(lái)說(shuō)明:
IEEE745單精度浮點(diǎn)格式共32位,包含三個(gè)構(gòu)成字段:23位小數(shù)f,8位偏置指數(shù)e,1位符號(hào)s。將這些字段連續(xù)存放在一個(gè)32位字里,并對(duì)其進(jìn)行編碼。其中0:22位包含23位的小數(shù)f; 23:30位包含8位指數(shù)e;第31位包含符號(hào)s。
一個(gè)實(shí)數(shù)V在IEEE 754標(biāo)準(zhǔn)中可以用V=(-1)s×M×2E 的形式表示,說(shuō)明如下:
- 符號(hào)s(sign)決定實(shí)數(shù)是正數(shù)(s=0)還是負(fù)數(shù)(s=1),對(duì)數(shù)值0的符號(hào)位特殊處理。
- 有效數(shù)字M(significand)是二進(jìn)制小數(shù),M的取值范圍在1≤M<2或0≤M<1。
- 指數(shù)E(exponent)是2的冪,它的作用是對(duì)浮點(diǎn)數(shù)加權(quán)。
符號(hào)位 | 指數(shù)位 | 小數(shù)位 |
---|---|---|
1位 | 8位 | 23位 |
例如根據(jù)IEEE745,計(jì)算11000001000100000000000000000000的單精度浮點(diǎn)的值。
解題:
1 | 10000010 | 00100000000000000000000 |
---|---|---|
符號(hào)位 | 指數(shù) | 尾數(shù)由于指數(shù)不是全部為0 所以小數(shù)位附加1 |
1 | 10000010 | 1.00100000000000000000000 |
-1 | 2^(130-127) | (2^0 + 2^-3) |
結(jié)論:-1 * (2^0 + 2^-3) * 2^(130-127) =-9
同樣,你也可以驗(yàn)證一下十進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)0.1的二進(jìn)制形式是否正確,你會(huì)發(fā)現(xiàn),0.1不能表示為有限個(gè)二進(jìn)制位,因此在內(nèi)存中的表示是舍入(rounding)以后的結(jié)果,即 0x3dcccccd, 十進(jìn)制為0.100000001, 誤差0.000000001由此產(chǎn)生了。
進(jìn)制的概念
我們常用的進(jìn)制有二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制,十進(jìn)制是最主要的表達(dá)形式。
二進(jìn)制是0和1;八進(jìn)制是0-7;十進(jìn)制是0-9;十六進(jìn)制是0-9+A-F(大小寫均可)。
位運(yùn)算符
按位與(&)
兩位全為1,結(jié)果才為1:
0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
用法:
- 清零:如果想要一個(gè)單位清零,那么使其全部二進(jìn)制為0,只要與一個(gè)各位都為零的數(shù)值想與,結(jié)果為零。
- 取一個(gè)數(shù)中指定位:找一個(gè)數(shù),對(duì)應(yīng)X要取的位,該數(shù)的對(duì)應(yīng)位為1,其余位為零,此數(shù)與X進(jìn)行“與運(yùn)算”可以得到X中的指定位。
例如:設(shè)X=1010 1110,取X的低4位,用X & 0000 1111 = 0000 1110 就可以得到。
按位或(|)
只要有一個(gè)為1,結(jié)果就為1:
0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1;
用法:常用來(lái)對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)的某些位置1;找到一個(gè)數(shù),對(duì)應(yīng)X要置1的位,該數(shù)的對(duì)應(yīng)位為1,其余位為零。此數(shù)與X相或可使X中的某些位置1。
例如:將X=1010 0000 的低四位置1,用X | 0000 1111 =1010 1111 就可以得到。
異或運(yùn)算(^)
*兩個(gè)相應(yīng)位為“異”(值不同),則該位結(jié)果為1,否則為0: *
0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0;
用法:
- 使特定位翻轉(zhuǎn):找一個(gè)數(shù),對(duì)應(yīng)X要翻轉(zhuǎn)的各位,該數(shù)的對(duì)應(yīng)位為1,其余位為零,此數(shù)與X對(duì)應(yīng)位異或就可以得到; 例如:X=1010 1110,使X低4位翻轉(zhuǎn),用X ^ 0000 1111 = 1010 0001就可以得到
- 與0相異或,保留原值 例如:X ^ 0000 0000 = 1010 1110
- 兩個(gè)變量交換值的方法: 1、借助第三個(gè)變量來(lái)實(shí)現(xiàn): C=A; A=B; B=C; 2、 利用加減法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)變量的交換:A=A+B; B=A-B;A=A-B; 3、用位異或運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn):利用一個(gè)數(shù)異或本身等于0和異或運(yùn)算符合交換律 例如:A = A ^ B; B = A ^ B; A = A ^ B;
取反運(yùn)算(~)
對(duì)于一個(gè)二進(jìn)制數(shù)按位取反,即將0變1,1變0: ~1=0; ~0=1;
左移運(yùn)算(<<)
將一個(gè)運(yùn)算對(duì)象的各二進(jìn)制位全部左移若干位(左邊的二進(jìn)制丟棄,右邊補(bǔ)零) 2<<1 = 4 : 10 <<1 =100=4
若左移時(shí)舍棄的高位不包括1,則每左移一位,相當(dāng)于該數(shù)乘以2。 -14(二進(jìn)制:1111 0010)<< 2= (1100 1000) (高位包括1,不符合規(guī)則)
右移運(yùn)算(>>)
將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位全部右移若干位,正數(shù)左補(bǔ)0,負(fù)數(shù)左補(bǔ)1,右邊丟棄。操作數(shù)每右移一位,相當(dāng)于該數(shù)除以2.
左補(bǔ)0 or 補(bǔ)1 得看被移數(shù)是正還是負(fù)。
例:4 >> 2 = 1
例:-14(1111 0010) >> 2 = -4 (1111 1100 )
無(wú)符號(hào)右移運(yùn)算(>>>)
各個(gè)位向右移指定的位數(shù)。右移后左邊突出的位用零來(lái)填充。移出右邊的位被丟棄
各個(gè)位向右移指定的位數(shù)。右移后左邊突出的位用零來(lái)填充。移出右邊的位被丟棄
例如: -14>>>2
即-14(1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0010)>>> 2
=(0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100)
= 1073741820
說(shuō)明:
- 0x80000000是數(shù)的十六進(jìn)制表示,轉(zhuǎn)成二進(jìn)制表示為10000000000000000000000000000000
- 運(yùn)算的優(yōu)先級(jí),移位運(yùn)算高于邏輯運(yùn)算,>>>高于&
- 位邏輯與運(yùn)算 1&1 = 1 ,0&1 = 0
- >>>無(wú)符號(hào)右移,移出部分舍棄,左邊位補(bǔ)0;
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
- java二進(jìn)制運(yùn)算基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)詳解
- java讀取圖片并轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制字符串的實(shí)現(xiàn)方法
- Java實(shí)現(xiàn)圖片與二進(jìn)制的互相轉(zhuǎn)換
- java 判斷二進(jìn)制文件的方法
- 利用Java讀取二進(jìn)制文件實(shí)例詳解
- java數(shù)據(jù)類型與二進(jìn)制詳細(xì)介紹
- 詳談Java中的二進(jìn)制及基本的位運(yùn)算
- 劍指Offer之Java算法習(xí)題精講二叉樹(shù)專題篇上
- 劍指Offer之Java算法習(xí)題精講二叉樹(shù)專題篇下
相關(guān)文章
SpringBoot?快速實(shí)現(xiàn)分庫(kù)分表的2種方式
本文將為您介紹?ShardingSphere?的一些基礎(chǔ)特性和架構(gòu)組成,以及在?Springboot?環(huán)境下通過(guò)JAVA編碼和Yml配置兩種方式快速實(shí)現(xiàn)分庫(kù)分表功能,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧2023-06-06springboot中實(shí)現(xiàn)上傳文件的功能簡(jiǎn)單示例
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于springboot中實(shí)現(xiàn)上傳文件功能的相關(guān)資料,在Spring Boot中實(shí)現(xiàn)文件上傳下載功能相對(duì)簡(jiǎn)單,文中給出了代碼示例,需要的朋友可以參考下2023-09-09海量數(shù)據(jù)去重排序bitmap(位圖法)在java中實(shí)現(xiàn)的兩種方法
今天小編就為大家分享一篇關(guān)于海量數(shù)據(jù)去重排序bitmap(位圖法)在java中實(shí)現(xiàn)的兩種方法,小編覺(jué)得內(nèi)容挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,具有很好的參考價(jià)值,需要的朋友一起跟隨小編來(lái)看看吧2019-02-02利用Java將2019拆分成三個(gè)素?cái)?shù)平方和的方法實(shí)例
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于利用Java將2019拆分成三個(gè)素?cái)?shù)平方和的相關(guān)資料,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家學(xué)習(xí)或者使用Java具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-05-05Java 添加、更新和移除PDF超鏈接的實(shí)現(xiàn)方法
PDF超鏈接用一個(gè)簡(jiǎn)單的鏈接包含了大量的信息,滿足了人們?cè)诓徽加锰嗫臻g的情況下渲染外部信息的需求。這篇文章主要介紹了Java 添加、更新和移除PDF超鏈接的實(shí)現(xiàn)方法,需要的朋友可以參考下2019-05-05SpringBoot如何注冊(cè)Servlet、Filter、Listener的幾種方式
在Servlet 3.0之前都是使用web.xml文件進(jìn)行配置,這篇文章主要介紹了SpringBoot如何注冊(cè)Servlet、Filter、Listener的幾種方式,在Servlet 3.0之前都是使用web.xml文件進(jìn)行配置,2018-10-10SpringBoot?整合mapstruct的實(shí)現(xiàn)步驟
這篇文章主要介紹了SpringBoot整合mapstruct,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2021-11-11