在Java中,int是运用32位示意,long运用64位示意。这两个基础范例都是整形,没有其他的示意要领了。他们内部是怎样示意的呢?是采纳补码示意。由于我们常常在做题中会碰到Java的位运算,Java的位运算只能用于int和long型。所以我们有理由好好剖析Java内部是怎样用二进制示意的。这里只举int为例子,long是一样的。
1、int的局限
int在Java内部是用32位来示意的,而最高位是示意标记,因而真正能够示意数字的是31位。Java的int范例取值局限是-2^31~2^31-1.
为何局限是如许?这就涉及到二进制的存储要领了。
在Java中,是运用补码来存储int。关于一个正数,其补码,就是自身。比方,我们举4个位来做例子。关于正数1-7,分别是0001,0010,。。。,0111,一共是7个数字,也就是2^3-1个。
关于0,能够看到题目来了。能够是-0,也能够是+0,都是0。决议要怎样示意0呢?补码的轨则划定,0以为是+0,因而0用0000示意。
这个时刻,须要示意负数了。我们以为,一个负数,它的补码示意是其绝对值取反(连同标记位一同取反)再加1。比方,关于-5,它的绝对值是5,示意为0101,取反,为1010,加一为1011,这就是-5的补码示意。
这个时刻,能够用1000来示意-8,因而负数的局限是-2^31,这也就诠释了int的取值局限。关于64位的long也是完整一样的。
2、Java的位运算
Java的位运算是怎样做的呢?要记着,移位运算是整个数团体向左或许右挪动。假如是向左移,则是低位补0。假如是向右移,分两种状况。假如是0和正数,则高位补0。假如是负数,则高位补1。如关于-5为1011,右移一名为1101,也就是-3。
另有一种位运算。假如是按位运算,记得标记位也是要介入进来的!
3、右移与除法的关联
关于正数(固然0也是)来讲,右移一名即是除以2的效果,然则关于负数来讲不是(确实地说是除以2的效果-1)!比方,-5/2效果是-2,-5>>1效果是-3。
4、正负号与整数除法、取余运算的关联
正数/正数,向下取整
负数/负数,即是他们的绝对值相除
正数/负数和负数/正数,就是他们绝对值相除乘上负号。
至于%的效果,效果的绝对值与他们绝对值的取余一样,然则标记由第一个数决议。
5、为何要用补码?
(1)前面已说过,为了合理地示意+0和-0;
(2)能够在负数处多示意一个最负的数;
(3)运用补码,能够将标记位和别的位一致处置惩罚;同时,减法也可按加法来处置惩罚。别的,两个用补码示意的数相加时,假如最高位(标记位)有进位,则进位被舍弃。
实在很大一个缘由是为了盘算加减法轻易。在运用补码体系举行运算的时刻,是能够把标记位加起来一同运算的。在位运算中,假如标记位有进位,是能够舍弃的,由于已超出了比特局限了。关于正数和正数相加,没什么迥殊的。下面例子都是8个比特的。比方,关于7+7,也就是00000111+00000111,效果是00001110,为14。
而关于减法,比方9-4,我们就以为是9+(-4),先对4,也就是00000100取反再加一,获得-4的补码示意11111100,然后相加,也就是
+00001001(9)
+11111100(-4)
? 100000101
末了一名标记位的进位1,由于已超出了比特局限,所以直接舍弃,能够直接就获得5了。所以这也就是完成了减法变加法。
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