理解按位操作

Question

此代码段：

(x >>> 3) & ((1 << 5) - 1)

显然，结果是一个5位整数与位3-7的x.

你会怎么理解这一点？

Answer 1

让我们先看看((1 << 5) - 1)。

• 1 << 5在二进制中等于100000。
• 当我们减去1时，剩下的是11111，二进制数为51s。

现在，重要的是要了解a & 0b11111是一种只保留a中最不重要的5位的操作。回想一下，两个位的&是1当且仅当这两个位都是1。因此，a中高于第5位的任何位都将成为0，因为bit & 0 == 0。此外，从第1位到第5位的所有比特都将保留其原始值，因为bit & 1 == bit (0 & 1 == 0和1 & 1 == 1)。

现在，由于我们将x在x >>> 3中的比特向下移动3，丢失了最不重要的三位x，所以我们将上面的过程应用于BIT4-8(从索引1开始)。因此，操作的结果只保留这些位(如果我们说第一个位是0位，那么就像您已经说过的那样，那就是第3位到第7位)。

让我们举一个例子：1234。以二进制表示，这是10011010010。所以，我们从3点开始：

10011010010 >>> 3 = 10011010    

从本质上说，我们只是修剪掉最后的3位。现在我们可以执行&操作了：

  10011010
& 00011111
  --------
  00011010

所以，我们的最终结果是11010。正如您所看到的，结果与预期的一样：

bits  |  1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0
index | 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
               ^-------^

Answer 2

(x >>> 3)

在逻辑上移动x右3位，即在左侧不进行符号扩展。低阶3位丢失.(这相当于无符号除法8)。

1 << 5

移位1左5位，即将其乘以32，产生0b00000000000000000000000000100000.

-1

从其中减去一个，给出31，或0b00000000000000000000000000011111.

&

将它们结合在一起，只产生x >>> 3结果的低阶5位，换句话说，原始x.的3.7位。

Answer 3

“你怎么理解这件事呢？”

我想你实际上是在问你该如何理解它。(与刚刚向你解释的人不同.)

理解它的方法是“亲手执行”它。

• 拿一张纸和一支铅笔。
• 根据您对Java操作符优先工作方式的理解，确定执行操作的顺序。
• 根据您对每个操作符的理解，在纸上写下位元的输入模式，并“手动执行”每个操作。按照正确的顺序。

如果你用几个x值做了几次，你就会明白为什么这个表达式会给你一个5位的数字。

如果你在其他几个例子中重复这个练习，你就不需要用铅笔和纸来完成这个繁琐的过程了。

我看到@arshajii实际上在这个例子中为您做了这件事。但我认为，如果你为自己做/重复工作，你会得到更深层次的理解。

关于Java中的整数和位操作，需要记住的一点是，这些操作总是使用32或64位操作来执行.即使操作数为8或16位。另一件需要记住的事情(尽管这里不相关)是shift操作符的右手操作数被切成5或6位，这取决于这是32位操作还是64位操作。