Javaビット動作サンプルコード解析

ビット演算

ビット演算は昔に習ったのですが、長い間使っていなかったので、ほとんど忘れてしまったような気がします。最近、ビット算術のコードをいくつか調べましたが、すべてを理解できないことがわかりました（笑）。もう一度戻って基本を理解する時期が来ました。

プログラム内のすべての数値は、コンピューターのメモリにバイナリ形式で保存されます。ビット操作は、メモリ内の整数のバイナリ ビットを直接操作します。

#ビット演算の演算子:

#演算子#意味ビット単位またはビット単位またはビット単位の否定ビット単位 XORシフト左記号を使用して右にシフト##>> ;>符号なし右シフト

とても基礎的な知識ですが、長期間使わないと忘れてしまいますので、コーディングしながらどんどん活用していきましょう！

話は安いので、コードを見せてください。

注: これらを単独で議論すると、アプリケーションを見るのは非常に困難です。他の人のまとめもチェックできます。

コードを使用してビット演算のアプリケーションを見てみましょう:

public final void writeInt(int v) throws IOException {
	  out.write((v >>> 24) & 0xFF);
	  out.write((v >>> 16) & 0xFF);
	  out.write((v >>>  8) & 0xFF);
	  out.write((v >>>  0) & 0xFF);
	  incCount(4);
}

このコードは、DataOutputStream クラスのメソッドであり、int 型の整数を変換するために使用されます。ストリームに書き込みます。このメソッドのネーミングは非常に興味深いもので、OutputStream の public abstract void write(int b) throws IOException とはまったく異なります。このメソッドのパラメータは、ストリームに整数を書き込むことができることを示しているようですが、メソッドの機能は推測されず、メソッドの説明に依存します。

public abstract void write(int b) throws IOException

API の概要:

指定されたバイトをこの出力ストリームに書き込みます。write の一般的な規約は、1 バイトが出力ストリームに書き込まれることです。書き込まれるバイトは、引数 b の下位 8 ビットです。b の上位 24 ビットは無視されます。

it Itストリームに特定のバイトを書き込むことです。int 型変数は 32 ビット、バイトは 8 ビットを占めることがわかっているため、256 (2^8) 未満の int 型整数とバイト型整数の最後の 8 ビットは同一です。

つまり、この方法では、int 変数の下位 8 ビットを書き込み、残りの 24 ビットを無視します。この方法を使用する場合は特に注意してください。

書き込まれるバイトは、引数 b の下位 8 ビットです。b の上位 24 ビットは無視されます。

したがって、int 型変数を完全にストリームに書き込むことは、それほど単純な問題ではありません。上記のコードに戻りますが、1 バイトのデータを 4 回連続して書き込むことで、int 型の変数が 4 バイトに変換されてストリームに書き込まれます。

out.write((v >>> 24) & 0xFF); このメソッドは、上記の下位 8 桁の数字を書き込むことであり、この特定の実装は対応しています。サブクラスごとに。

図を見てみましょう: 単純な AND 演算: 演算の結果は、下位 8 ビット、つまり (v>>>24) & を保持していることがわかります。 0xFF 操作の結果。

では、上位 8 ビット値を取得するにはどうすればよいでしょうか?これにはシフト演算を使用する必要があります。

#シフト演算を実行することで、各 8 ビットのデータを取得し、ビット単位の AND & 演算を実行することで、完全に行うことができます。整数をストリームに書き込みます。

コードのデモ

コード

package dragon;

/**
 * 分析这一个方法，目前水平有限，先从最简单的做起！
 * */

//		   public final void writeInt(int v) throws IOException {
//        out.write((v >>> 24) & 0xFF);
//        out.write((v >>> 16) & 0xFF);
//        out.write((v >>>  8) & 0xFF);
//        out.write((v >>>  0) & 0xFF);
//        incCount(4);
//    }


//上面这段代码是将一个32位整型，写入输出流。
//并且是将32位整型分为4个部分，每次写入8位。
//这是Java的特性。


public class DataOutputStreamAnalysis {
	public static void main(String[] args) {
		DataOutputStreamAnalysis analysis = new DataOutputStreamAnalysis();
		analysis.analysis(65535);
	}
	
	public void analysis(int number) {
		int number1, number2, number3, number4;  //后面的数字表示是一个32位整型的第几个8位。
		number1 = (number >>> 24) & 0xFF;    
		number2 = (number >>> 16) & 0xFF;    
		number3 = (number >>> 8) & 0xFF;
		number4 = (number >>> 0) & 0xFF;
		
		
		
		System.out.println(this.format(Integer.toBinaryString(number))+"  原始数据"); 
		System.out.println(this.format(Integer.toBinaryString(number1))+"  原始数据第一个8位");
		System.out.println(this.format(Integer.toBinaryString(number2))+"  原始数据第二个8位");
		System.out.println(this.format(Integer.toBinaryString(number3))+"  原始数据第三个8位");
		System.out.println(this.format(Integer.toBinaryString(number4))+"  原始数据第四个8位");
	}
	
	/**
	 * 输入一个二进制字符串，将其格式化，因为整型是
	 * 占32位的，但是转换成的二进制字符串，并没有32位*/
	public String format(String bstr) {
		int len = bstr.length();
		StringBuilder sb = new StringBuilder(35);
		for (int i = 0; i < 32-len; i++) {
			sb.append("0");
		}
		sb.append(bstr);
		sb.insert(8, " ");
		sb.insert(17, " ");
		sb.insert(26, " ");   //前面插入一个字符后，所有字符的索引都变了！
		return sb.toString();
	}
}

結果

説明: 負の数は使用できません。ここで考慮する 状況は同じですが、負の数の表現が少し面倒になります。正の数を理解している限り、負の数は問題ありません。

ビット演算の応用

1. int 型変数 x が奇数か偶数かを判定

ビットごとの AND 演算を実行します。変数 x と 1 の結果が 0 の場合、変数 x は偶数であり、それ以外の場合は奇数です。

if (x & 1 ==0) 
	System.out.println("x是偶数");
if (x & 1 == 1) 
    System.out.println("x是奇数");

説明: 偶数の最終シフトは 0 でなければならないため、これでも理解しやすいです。 (バイナリ表現)

2. int 型変数の k 番目のビットを取得します ビットのバイナリ値。

式:

x >> k & 1 (わかりやすくするために括弧を追加することをお勧めします。)

3. int 型を変更します。変数のk番目の位置1 式:

x = x | (1 << k)

4. int 型変数の k 番目のビットを 0 クリアします。

1をkビット左にシフトし、その結果を反転して変数に加えて論理演算すると、変数xのk番目のビットが0にクリアされ、他のビットは変更されません。 式ビット:

x = x & ~(1 << k)

##5. 2 つの整数の平均を計算します

式ビット:(x & y) ((x ^ y) >> 1)

6. 1 より大きい整数 x について、次のことを判断します。 x は 2

if (x & (x-1) == 0)
	System.out.println("x是2的次幂");

7 の累乗です。数値を 2

の n 乗で乗算します。式: x = x

例: x を 2 倍に拡張します: x = x

ビット単位の演算が推奨される理由:

ビット操作は必要な命令が少なく、実行に必要な時間が短いため、ビット操作の速度は算術演算よりも高速です。ビット操作は非常に高速に見えますが、ビット操作は多数の実行が行われた場合にのみ確認できます。運用上のメリット結局のところ、今日のコンピューターはますます高速になっています。

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	^
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以上がJavaビット動作サンプルコード解析の詳細内容です。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。