????????位運算直接操作二進制位，在處理底層數據、加密算法、圖像處理等領域具有高效性能和效率。本文將深入探討Java中的位運算。

一、位運算簡介

在Java中，位運算主要有以下幾種：與（&）、或（|）、異或（^）、取反（~）、左移（<<）、右移（>>）和無符號右移（>>>）。

1. 與運算

與運算的規則是：只有當兩個對應位都為 1 時，結果位才為 1，否則為 0。

public class BitwiseAnd {public static void main(String[] args) {int a = 5; // 0101int b = 3; // 0011int result = a & b; // 0001System.out.println("5 & 3 = " + result);}
}

2. 或運算

或運算的規則是：只要兩個對應位中有一個為 1，結果位就為 1，只有當兩個位都為 0 時，結果位才為 0。

public class BitwiseOr {public static void main(String[] args) {int a = 5; //  0101int b = 3; //  0011int result = a | b; //  0111System.out.println("5 | 3 = " + result);}
}

異或運算

異或運算的規則是：當兩個對應位不同時，結果位為 1，相同時結果位為 0。

public class BitwiseXor {public static void main(String[] args) {int a = 5; // 0101int b = 3; // 0011int result = a ^ b; //  0110System.out.println("5 ^ 3 = " + result);}
}

取反運算

取反運算會將每一位取反，即 0 變為 1，1 變為 0。

public class BitwiseNot {public static void main(String[] args) {int a = 5; //  0101int result = ~a; //  1010System.out.println("~5 = " + result);}
}

取反運算得到的結果是補碼表示

左移運算

左移運算會將二進制位向左移動指定的位數，右邊空出的位用 0 填充。

public class LeftShift {public static void main(String[] args) {int a = 5; //  0101int result = a << 2; //  010100System.out.println("5 << 2 = " + result);}
}

右移運算

右移運算會將二進制位向右移動指定的位數，左邊空出的位用符號位填充（正數用 0 填充，負數用 1 填充）。

public class RightShift {public static void main(String[] args) {int a = 5; //  0101int result = a >> 1; //  0010System.out.println("5 >> 1 = " + result);}
}

無符號右移運算

無符號右移運算會將二進制位向右移動指定的位數，左邊空出的位用 0 填充，不考慮符號位。

public class UnsignedRightShift {public static void main(String[] args) {int a = -5; //  11111111111111111111111111111011int result = a >>> 1; //  01111111111111111111111111111101System.out.println("-5 >>> 1 = " + result);}
}

二、位運算的實際應用

1. 權限管理

位運算可以用于權限管理，通過不同的位來表示不同的權限。

public class PermissionManager {public static final int READ_PERMISSION = 1; // 0001public static final int WRITE_PERMISSION = 2; // 0010public static final int EXECUTE_PERMISSION = 4; // 0100private int permissions;public PermissionManager() {this.permissions = 0;}// 添加權限public void addPermission(int permission) {permissions = permissions | permission;}// 檢查權限public boolean hasPermission(int permission) {return (permissions & permission) == permission;}public static void main(String[] args) {PermissionManager manager = new PermissionManager();manager.addPermission(READ_PERMISSION);manager.addPermission(WRITE_PERMISSION);System.out.println( manager.hasPermission(READ_PERMISSION));System.out.println(manager.hasPermission(EXECUTE_PERMISSION));}
}

2. 交換兩個變量的值

不使用臨時變量，通過異或運算可以交換兩個變量的值：

public class SwapVariables {public static void main(String[] args) {int a = 5;int b = 3;System.out.println(" a = " + a + ", b = " + b);a = a ^ b;b = a ^ b;a = a ^ b;System.out.println(" a = " + a + ", b = " + b);}
}

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