Java 비트 연산 샘플 코드 분석

비트 연산

비트 연산을 오래전에 배웠지만 너무 오랫동안 사용하지 않아서 잊어버릴 뻔했습니다. 최근에 비트 산술에 대한 몇 가지 코드를 살펴보았는데 다 이해할 수 없다는 것을 알았습니다. 하하. 이제 다시 돌아와서 기본을 따라잡을 시간입니다.

프로그램의 모든 숫자는 컴퓨터 메모리에 이진 형식으로 저장됩니다. 비트 연산은 메모리에 있는 정수의 이진 비트에 직접 연산을 수행하는 것입니다.

비트 연산을 위한 연산자:

부호 없는 오른쪽 시프트

Operator	의미
&	bitwise AND
|	bitwise OR
~	비트씩 부정
^	bitwise t;>
	아주 기본적인 지식이지만, 너무 오래 사용하지 않으면 필연적으로 코딩하면서 더 많이 활용하게 됩니다! 톡은 저렴해요. 코드를 보여주세요. 참고: 이것만 가지고 논의할 때는 애플리케이션을 보기가 정말 어렵습니다. 명확하지 않은 경우 다른 사람의 요약을 확인하면 됩니다. 코드를 사용하여 비트 연산의 적용을 살펴보겠습니다. 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); } 이 코드는 DataOutputStream 类中的一个方法，用于将一个 int 型的整数写入流中。这个方法的命名是很有意思的，它和 OutputStream 中的 public abstract void write(int b) throws IOException 이 방법은 완전히 다릅니다. 이 메소드의 매개변수는 스트림에 정수를 쓸 수 있음을 나타내는 것처럼 보이지만 메소드의 기능은 추측되지 않으며 메소드 설명에 따라 다릅니다. public abstract void write(int b) throws IOException API 소개: 이 출력 스트림에 지정된 바이트를 씁니다. write의 일반 계약은 1바이트가 출력 스트림에 기록된다는 것입니다. b 인수는 b의 24개 상위 비트가 무시됩니다. 이것은 스트림에 특정 바이트를 기록하고 1바이트는 8비트를 차지한다는 것을 알고 있습니다. 256(2^8)보다 작은 int형 정수의 8비트와 byte형 정수는 같습니다. 그래서 이 방법은 int 변수의 하위 8비트를 쓰고 나머지 24비트를 무시하는 것입니다. 이 방법을 사용할 때는 각별히 주의하세요! 쓸 바이트는 인수 b의 하위 8비트입니다. b의 상위 24비트는 무시됩니다. 따라서 int 변수를 완전히 작성합니다. 아주 간단한 문제는 아닙니다. 위의 코드로 돌아가 보겠습니다. 4번 연속으로 기록되며, 매번 1바이트의 데이터를 기록합니다. 이런 식으로 int 유형 변수가 4바이트로 변환되어 스트림에 기록됩니다. out.write((v >>> 24) & 0xFF); 이 방법은 위의 하위 8자리 숫자를 쓰는 것입니다. 이 특정 구현은 해당 하위 클래스에서 제공됩니다. 다이어그램을 살펴보겠습니다. 간단한 AND 연산: 연산 결과가 하위 8비트를 유지함을 알 수 있습니다. 이는 (v>>>24) & 0xFF의 결과입니다. 작업. 그렇다면 어떻게 높은 8비트 값을 얻을 수 있을까요? 이를 위해서는 시프트 연산을 사용해야 합니다. 시프트 연산을 수행하면 모든 8비트 데이터를 얻은 다음 비트별 AND & 연산을 수행하여 흐름에 완전히 쓸 수 있습니다. 코드 데모 Code 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(); } } Result 설명: 여기서는 음수의 경우를 고려하지 않지만, 음수의 표현이 조금 더 번거롭다는 점만 빼면 모두 동일합니다. 양수를 이해하는 한 음수는 문제가 되지 않습니다. 비트 연산의 적용 1. int형 변수인지 확인합니다. if (x & 1 ==0) System.out.println("x是偶数"); if (x & 1 == 1) System.out.println("x是奇数"); 설명: 짝수의 마지막 이동은 0이어야 하기 때문에 여전히 이해하기 쉽습니다. (이진 표현) 2. int 유형 변수의 k 번째 비트를 가져옵니다. 표현: x >> k & 1 (더 명확하게 하려면 괄호를 추가하는 것이 좋습니다.) 3 int 유형 변수 x의 k번째 위치를 1로 설정합니다. Shift 1을 k 비트만큼 왼쪽으로 이동한 다음 변수 x와 논리적 OR 연산을 수행하면 변수 x의 k 번째 비트가 1로 설정되고 다른 비트는 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 표현식: x = x | (1 4. int 유형 변수의 k번째 비트를 0으로 지웁니다. 1을 k 비트만큼 왼쪽으로 이동하고 결과를 반전합니다. 그리고 결과를 합산합니다. 변수 아래에서 논리 연산이 수행되면 변수 x의 k 번째 비트는 0으로 지워지고 다른 비트는 변경되지 않습니다. 표현 비트: x = x & ~(1 5. 두 정수의 평균을 계산합니다. 표현 비트: (x & y) + ((x ^ y) > 공식: x = x 예: x를 2배로 확장: x = x 비트 연산을 권장하는 이유: 비트 연산은 산술 연산보다 빠릅니다. 왜냐하면 비트 연산은 더 적은 명령어가 필요하고 실행하는 데 더 적은 시간이 걸리기 때문입니다. 매우 빠른 것처럼 보이지만 비트 연산의 장점은 많은 수의 실행이 수행될 때만 볼 수 있습니다. 결국, 오늘날의 컴퓨터는 점점 더 빨라지고 있습니다.

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