Javaバイナリ演算の詳しい解説（パワーノードの配置）

この記事では、シフト、ビット演算演算子、およびその他の関連知識ポイントを含む、Java バイナリ演算テクニックを誰にでも紹介します。興味のある友人は参照してください

のほとんどの演算です。ビット演算には左シフトと右シフトがあります。 Java では、これは 2 つの演算子 << および >> に対応します。例は次のとおりです。

/* 00000001 << 1 = 00000010 */
1 << 1 == 2 
/* 00000001 << 3 = 00001000 */
1 << 3 == 8
/* 11111111 11111111 11111111 11110000 >> 4 = 11111111 11111111 11111111 11111111 */
0xFFFFFFF0 >> 4 == 0xFFFFFFFF 
/* 00001111 11111111 11111111 11111111 >> 4 = 00000000 11111111 11111111 11111111 */
0x0FFFFFFF >> 4 == 0x00FFFFFF

注: 右へのシフトは符号付き演算子です。多くの

言語

と同様、Java は正の値と負の値を表すために最上位ビットを使用し、負の数値の最上位ビットは常に 1 です。 1 から始まる二進数はシフト後も 1 から始まり、0 から始まる二分木はシフト後も 0 から始まります。注意してください: Java は

整数 に対してビット単位の演算を実行できます。 「符号なし右シフト」という 3 番目の演算子
operator

: >>> を使用して、符号ビットを無視し、常に「0」で埋められるシフトを実装できます。

/* 10000000 00000000 00000000 00000000 >>> 1 = 01000000 00000000 00000000 00000000 */
0x80000000 >>> 1 == 0x40000000
/* 10000000 00000000 00000000 00000000 >> 1 = 11000000 00000000 00000000 00000000 */
0x80000000 >> 1 == 0xC0000000

最大の用途の 1 つは、2 の累乗をすばやく見つけることです。 1 を左に 1 ビットシフトすると 2、2 ビットシフトすると 4、3 ビットシフトすると 8... 同様に、右に 1 ビットシフトすると数値を 2 で割ることと同じになります。

もう 1 つの用途は、マスクを作成することです。ビット マスクを使用すると、2 進数内の特定の指定ビットをマスクまたは変更することができます。これについては、次のセクションで詳しく説明します。

00001000 のマスクを作成する場合、コードは非常に単純です:

int bitmask = 1 << 3;

ビット単位の演算子を使用して、より複雑なマスクを作成できます。次のパートでは、ビット単位の演算子についても説明します。

ビット演算子

以下は、Java で一般的な 4 つのビット演算子です:

 ~ – ビット演算の否定

•  & – ビット演算 AND

•  ~ - ビットごとの XOR

•  | - ビット単位の OR

•  簡単なアプリケーションは次のとおりです (簡単にするために、バイナリのみを示しています)

• 1010 & 0101 == 0000
  1100 & 0110 == 0100
  1010 | 0101 == 1111
  1100 | 0110 == 1110
  ~1111 == 0000
  ~0011 == 1100
  1010 ^ 0101 == 1111
  1100 ^ 0110 == 1010

  たとえば、「OR」演算を使用して、A で指定されたビットを演算できます。 2 進数は 1 に「設定」され、他のビットは影響を受けません。

10000001 | 00100000 = 10100001 /* 第五位设为1 */
10000001 | 1 << 5 = 10100001 /* 同样作用 */
00000000 | 1 << 2 | 1 << 5 = 00100100

特定のビットを選択的に 0 に設定したい場合は、すべて 1 で特定のビットが 0 である数値と AND 演算を行うことができます。

01010101 & ~(1<<2) == 01010101 & 11111011 == 01010001

ビット順序について

最上位ビットが左側にあると仮定します:

10010110
^   ^
|   |------- 第 0 位
|
|-------------- 第 7 位

0番目のビットの値は2^0、最初のビットは2^1、...、であることに注意してください。 7ビット目の値は2^7です。

ParseInt の使用

コード内で 2 進数を操作する便利な方法は、Integer.parseInt() メソッドを使用することです。 Integer.parseInt("101",2) は、2 進数 101 を 10 進数 (5) に変換することを表します。これは、このメソッドを使用すると、for ループ

でも 2 進数を使用できることを意味します。 Java のストリームはバイト単位でしか操作できないため、クラスを作成する場合は Java の入力ストリームと出力ストリームを使用しないようにしてください。 「次の N ビットを与える」関数と「ポインタを M ビット前に移動する」関数が非常に便利であることがわかります。たとえば、最長のハフマン コードの長さを決定するのに十分なデータを読み取ることができます。読み取ったハフマン コードの実際の長さを取得したら、対応する長さだけポインタを前に移動できます。このようなクラスは、ビット演算の醜い側面をよく知られたコード ブロックに分割できます。

同様に、速度を追求している場合、テーブルルックアップが非常に強力であることが予想外にわかるでしょう。 0 で始まるハフマン コードがあり、他のコードがすべて長さ 3 で 1 で始まる場合、つまり 8 (2^3) 個の項目を保持できる

テーブル

が必要な場合、テーブルは次のようになります。

/* 从5到15的循环 */
for (int b = Integer.parseInt("0101",2); b <= Integer.parseInt("1111",2); b++) {
  /* 做些什么 */
}

2回の検索で、探しているキャラクターを見つけることができ、次のキャラクターがどのくらい先にいるかも知ることができます。これは、すべての文字を検索するために何度もループするよりもコスト効率が高く、より多くのメモリを節約できます。

以上がJavaバイナリ演算の詳しい解説（パワーノードの配置）の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。