位运算 & 网络序字节序

一、初识位运算

位运算，见词明意，二进制运算，通常需要将运算数转换为二进制再进行处理，如果是在程序语言中则无需自己进行进制转换，基本的位操作符有如下几种：与（&）、或（|）、异或（^）、取反（~）、左移（<<）、右移（>>），它们的运算规则如下所示：

扩展：进制转换

　　此处简单提一下进制转换：bit表示一个二进制位；byte表示一个字节（8bit），表示-128至127之间的整数值；整数234567的内存写照为：00000000 00000011 10010100  01000111（十进制转换为二进制）；Java中二进制、八进制、十进制、十六进制间相互转换，方式如下：

　　十进制转成二进制：

　　　　Integer.toBinaryString(int i)

　　十进制转成八进制：

　　　　Integer.toOctalString(int i)

　　十进制转成十六进制：

　　　　Integer.toHexString(int i)

　　二进制转十进制：

　　　　Integer.valueOf("0101",2).toString()

　　八进制转成十进制：

　　　　Integer.valueOf("876",8).toString()

　　十六进制转成十进制：

　　　　Integer.valueOf("FFFF",16).toString()

　　上面提到的几种进制转换都是由Java的内置方法进行处理的，正负整数在计算机内部的写照可以参考[负数的二进制表示方法]进行手工转换，我们知道负数在计算机内部是用补码表示的，则针对负整数-3976，从原码、反码、补码角度来看其在计算机内部的写照：

原码：0000 0000 0000 0000 0000 1111 1000 1000

反码：1111 1111 1111 1111 1111 0000 0111 0111

补码：1111 1111 1111 1111 1111 0000 0111 1000

由上可知，-1的内存写照为：11111111111111111111111111111111

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二、例题详解

1、右移（>>）

将操作符左边的数向右移动指定的位数，从高位开始，统一向右移动指定的位数，前面补0

那么现在内存中234567>>4的内存写照为：00000000 00000000 00111001 01000100

同时，在Java中，有-11>>31=-1（即：11111111111111111111111111111111），由此可知，Java编译器对有符号数的处理方法不一样，右移（>>）高位补符号位（算术右移）

（2）左移（<<）

将操作符左边的数向左移动指定的位数

现在内存中234567<<4的内存写照为：00000000 00111001 01000100 01110000

（3）java中number & 0xff什么解释？

&是“与”运算，如果对应的两个bit都是1，则那个bit的结果为1，否则为0；比如 1010 & 1101 = 1000（二进制）

0xff是十六进制形式，转换为二进制就是1111 1111，由于0xff的低8位是1，因此number中低8位&之后，如果原来是1，结果位还是1，如果原来是0，结果位还是0，高于8位的，0xff都是0，所以无论原来是0还是1，结果位都是0；所以，如果number为0xabcd，那么number & 0xff = 0xabcd  & 0x00ff=0x00cd = 0xcd

参考资料

（1）http://nassir.iteye.com/blog/1994914

（2）一个算法题引出的异或运算律

http://blog.virtao.org/articles/163.html

（3）优秀程序员不得不知道的20个位运算技巧

http://www.cnblogs.com/qiaogaojian/p/5873105.html

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网络序字节序

http://www.cnblogs.com/jacktu/archive/2008/11/24/1339789.html

http://blog.chinaunix.net/uid-12782-id-2915864.html

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直接摘抄过来 http://blog.163.com/tfn2008@yeah/blog/static/11032131920131211310727/

在Java中，不存在Unsigned无符号数据类型，但可以轻而易举的完成Unsigned转换。

方案一：如果在Java中进行流(Stream)数据处理，可以用DataInputStream类对Stream中的数据以Unsigned读取。

Java在这方面提供了支持，可以用java.io.DataInputStream类对象来完成对流内数据的Unsigned读取，该类提供了如下方法：
（1）int   readUnsignedByte()    //从流中读取一个0~255(0xFF)的单字节数据，并以int数据类型的数据返回。返回的数据相当于C/C++语言中所谓的“BYTE”。
（2）int readUnsignedShort()   //从流中读取一个0~65535(0xFFFF)的双字节数据，并以int数据类型的数据返回。返回的数据相当于C/C++语言中所谓的“WORD”， 并且是以“低地址低字节”的方式返回的，所以程序员不需要额外的转换。

方案二：利用Java位运算符，完成Unsigned转换。

正常情况下，Java提供的数据类型是有符号signed类型的，可以通过位运算的方式得到它们相对应的无符号值，参见几个方法中的代码：

public int getUnsignedByte (byte data){      //将data字节型数据转换为0~255 (0xFF 即BYTE)。
return data&0x0FF;
}

public int getUnsignedByte (short data){      //将data字节型数据转换为0~65535 (0xFFFF 即 WORD)。
return data&0x0FFFF;
}

public long getUnsignedIntt (int data){     //将int数据转换为0~4294967295 (0xFFFFFFFF即DWORD)。
return data&0x0FFFFFFFFl;
}