Java整数运算与移位操作详解

"Java基础语法Part4，包括整数运算、溢出、自增/自减和移位运算。" 在Java中，整数运算遵循基本的数学规则，支持加法（+）、减法（-）、乘法（*）和除法（/）。整数在进行除法运算时，如果除数为0，程序会在运行时抛出`ArithmeticException`错误。整数运算可能面临溢出问题，当计算结果超出整数类型的最大或最小值时，结果会循环回到该类型的数值范围内，而不是抛出异常。 求余运算使用百分号（%），如`a = 66666 % 123`，返回的是66666除以123的余数。需要注意的是，整数除法的结果是整数，会丢弃小数部分。 Java提供了自增和自减操作符`++`和`--`，它们可以用于变量前或后。前置操作符（如`++n`）会先将值增加1，然后返回新值；后置操作符（如`n++`）则先返回当前值，之后再增加1。例如，`int i = 1; System.out.println(i++ + ++i);`会打印3，因为`i++`先返回1，然后增加到2，`++i`则直接从2开始，增加到3。 移位运算在计算机科学中非常重要，因为计算机内部使用二进制表示整数。左移运算符（`<<`）会将整数的二进制位向左移动指定的位数，相当于乘以2的位数次方。例如，`7 << 1`相当于`7 * 2`，结果是14。右移运算符（`>>`）则相反，将位向右移动，相当于除以2的位数次方。无符号右移运算符（`>>>`）在移位时高位补0，保持了数值的非负性。对于负数，右移`>>`会保留符号位，而`>>>`则会清除符号位。 位运算包括与（&）、或（|）、非（~）和异或（^）。与运算符（&）只有两个操作数都为1时结果才为1，或运算符（|）只要有一个操作数为1结果就为1。非运算符（~）会取操作数的反码，异或运算符（^）则是如果两个操作数相同则结果为0，不同则为1。这些位运算常用于按位逻辑处理和数据掩码。 例如，`int a = 5 (0101)，int b = 3 (0011)`，那么`a & b`的结果是`1 (0001)`，`a | b`的结果是`7 (0111)`，`a ^ b`的结果是`6 (0110)`，`~a`的结果是`-6 (-0101)`（因为Java的位运算在`int`上下文中执行，结果始终是`int`）。 位运算还能用于高效地设置、检查或清除特定位。例如，如果你想设置一个位掩码的第3位，你可以使用`mask |= (1 << 3)`；若要检查第3位是否设置，可以使用`mask & (1 << 3)`是否等于`1 << 3`；若要清除第3位，可以使用`mask &= ~(1 << 3)`。 理解这些基础语法对于深入学习Java编程至关重要，它们是构建复杂算法和数据结构的基础。在实际开发中，尤其是在处理底层数据处理、内存管理和并行计算时，位运算和移位运算的应用尤为常见。通过熟练掌握这些知识，开发者能够编写出更加高效和优化的代码。