关于JAVA入门二进制课程的笔记

由于JAVA二进制基础那节课程讲解实在低于应该有的教学水平，故在此写下笔记。

*虽然是免费课程，但是我不认为这是一个该有的【教学】课程，我是一个很认真的人，所以我决定自己做笔记，自己找资料进行学习，这位老师也许是一个实战很强的人，但是人各有所长也各有所短，勿喷。

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二进制基础

进制转换

    -1（十进制）=0000 0001        -2（十进制）=0000 0010（1+1进一位）

    -1字节（Byte）有8个二进制位（8bit），以后的笔记某些地方会省略前面的0000

    -8（十进制）= 1000（二进制）、10（十进制）=1010（二进制）

    -自己动手丰衣足食：自己写下1-10的二进制位加强记忆吧

1110100101（二进制）怎么算呢？

发现规律：2是10、4是100、8是1000、16是10000、32是100000、64是1000000、128是10000000

解：题中数字有10位

∵最高位是1(9个0)+1(8个0)+1(7个0)+0+1(5个0)+0+0+1(2个0)+1

∵1000000000+100000000+10000000+0(第6位没有)+100000+0+0(第4,3位没有)+100+1

∴把上面的数转化为十进制：512+256+128+32+4+1=933

1234（十进制）怎么算呢？

按照上一个问题的2最大幂次方的数字相加的方式，把题目数字加满为止

1234=1024+128+64+16+2 = 10011010010（1024有10个0，128有7个0，所以最前位是1001）

    -自己动手丰衣足食：自己想一个二进制和一个十进制，分别把他们转化一下吧

与运算 &

（对比的）两位都是1，结果才为1

    0&0=0； 0&1=0； 1&0=0； 1&1=1；

    例如：51&5 即转化为二进制进行对比↓

0011 0011 &
0000 0101 =
0000 0001 ;        
因此：51&5=1

*特殊用法：

1）清零：将一个单元清零，只需跟个位为0的数值相“与”

2）取一个数的指定位，只需1相“与”即可获得

例：设X=10101110，取X的低4位（最后4位），用X & 0000 1111 = 0000 1110即可得到低4位。排除不需要的位数，与1进行“与运算”即可得到正确的值。

或运算  |

只要有一个为1，结果为1

  0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；

例如：51&5

0011 0011 |
0000 0101 =
0011 0111 ;
因此51|5=55

*特殊用法：

1）把一个数值指定位变1，与1“相或”

  例：将X=1010 0000的低4位为1，用X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。

异或运算 ^

两个对应位为“异”（不同），结果为1，相同为0

  0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；

例如：51^5

0011 0011 ^
0000 0101 =
0011 0110 ;
因此51^5=54

*特殊用法：

1）使特定位数翻转，与1“异或”

        例：X=1010 1111，使X低4位翻转，X^0000 1111=1010 0001即可得到。

2）保留原值，与0“异或”

        例：X=1010 1111，使X保留原值，X^0000 0000 = 1010 1110即可得到。

3）两数交换

a=01，b=10，a^b=11，c=11（出现规律）
01^10=11；
11^01=10；
11^10=01；

        即

a^b=c;
c^a=b;
c^b=a;

将两数异或的结果与其中一个数再进行异或，可以得到另一个数。

尝试一下将：12^34异或之后，再用得到的值与12或34再进行异或吧。

取反运算  ~

一个二进制数按位取反，将0变1，1变0

        ~1=0； ~0=1；

左移运算 <<

将一个运算对象的每个二进制位全部左移X(指定)位（最左位丢弃，右边补0）

2<<1=4 等值于 0000 0010 << 1 = 0000 0100
11<<2=44 →等值于→ (1011)<2=(0010 1100)；

11 = (0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011) 为32bit

-1 = (1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111) 为32bit

-14 = (1111 0011) << 2 
    解：采用 [取反补1]
    ∵-14取绝对值|14|，原码为0000 1110，反码为1111 0001，补码+1为1111 0010
    ∴-14<<2 = 1111 0010<<2 = 1100 1000；

*不用担心，下面马上就会详细讲解上面的意思，并有测验帮助理解

*每左移一位相当于×2。0100(4)左移1位=1000(8)

右移运算  >>

将一个运算对象的每个二进制位全部右移X位（正数左补0，负数左补1，右边丢弃）

        例1：9>>2 =  

*每右移一位相当于÷2。1000(8)=右移1位=0100(4)

无符号右移运算 >>>

整体向右移动指定位数，（左边空位用0填充，右边丢弃）

-14 >>> 2 = 1073741820
(11111111111111111111111111110010) >>> 2 =
(00111111111111111111111111111100) = 1073741820

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原码：一个整数的绝对值大小转换为二进制称为原码

反码：将二进制数按位取反，所得的新二进制数与原二进制数互为反码

补码：反码+1称为补码

如何获得负数（十进制）的二进制数？先取负数的绝对值，然后取反码+1

如何获得负数（二进制）的十进制数？补码-1得到反码，反码取反得到原码

    -自己动手丰衣足食：-99<<2的二进制是多少？

    -自己动手丰衣足食：-1101011的十进制是多少？

JAVA内置进制转换

*int i 写转换的数字

*FFFF和376和0101必须严格按照进制的数值来填写，否则会报错

JAVA中的数据类型

JAVA语言应用于高层，C语言应用于底层，进制转换在跨平台中和网络程序中运用的较多，如：文件读写，数据通信。

int数据类型有：byte（8bit，-128~127）、short（16bit）、int（32bit）、long（64bit）

float数据类型有：单精度（32bit float）、双精度（64bit double）

boolean类型变量的取值有：true、false（1bit）

char数据类型有：unicode字符（16bit）

对应的[类]类型

Integer、Float、Boolean、Character、Double、Short、Byte、Long

JAVA数据类型 转化为 字节

如何在内存中对这些字节进行排序：大端法（Big-endian）和小端法（Little-endian）

·       先取高字节的数据存放在低地址，低字节存放在高地址，则是大端法

·       先取低字节的数据存放在低地址，高字节存放在高地址，则是小端法

*不管是大端法还是小端法存储，计算机在内存中存放数据的顺序都是从低地址到高地址。

*大端法或小端法是数据在存储时的表现，而不是在寄存器中参与运算时的表现。

例如0x0A0B0C0CD的在大端和小端中的存放方式分别为：

______________________________________________________________

栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x78) -- 低位
buf[2] (0x56)
buf[1] (0x34)
buf[0] (0x12) -- 高位
---------------
栈顶 （低地址）

问答1：按照【?】方式存放在内存中呢？

______________________________________________________________

栈底 （高地址）
---------------
buf[3] (0x12) -- 高位
buf[2] (0x34)
buf[1] (0x56)
buf[0] (0x78) -- 低位
---------------
栈顶 （低地址）

问答2：按照【?】方法存放在内存中呢？

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最后关于数据转化的代码：

package com.radix.byteoperator;public class Convert {
	/*
	* int转化为byte[]
	*/
	public static byte[] int2Bytes(int id){
	//int为32位 4字节，创建length为4的byte数组
	    byte[] arr = new byte[4];
	    arr[0] = (byte)((int)(id>>0*8) & 0xff);
	    arr[1] = (byte)((int)(id>>1*8) & 0xff);
	    arr[2] = (byte)((int)(id>>2*8) & 0xff);
	    arr[3] = (byte)((int)(id>>3*8) & 0xff);
	    return arr;	
	}
	/*
	* byte[]转化为int
	*/
	public static int byte2int(byte[] arr){
	    int i0 = (int)((arr[0] & 0xff)<<0*8);
	    int i1 = (int)((arr[1] & 0xff)<<1*8);
	    int i2 = (int)((arr[2] & 0xff)<<2*8);
	    int i3 = (int)((arr[3] & 0xff)<<3*8);
	    return i0+i1+i2+i3;	
	}
	
	public static void main(String[] args){
	    byte[] int2byte = Convert.int2Bytes(8143);
    	    for(byte b:int2byte){
    	        System.out.println("---->"+b);
	    }
	    int byte2int = Convert.byte2int(int2byte);
	    System.out.println("<----"+byte2int);
	}
}