Java中如何使用位运算符解决问题

位运算符直接操作二进制位，提升效率。①&用于判断奇偶：n&1==1为奇数；②^可交换数值：a=a^b;b=a^b;a=a^b；③n&(n-1)统计1的个数；④^遍历数组找出唯一单次元素；⑤>>保持符号，>>>高位补0；⑥仅适用于整数类型，移位勿超32或64位限制。

位运算符在Java中直接对整数类型的二进制位进行操作，效率高且常用于优化算法或处理底层逻辑。掌握这些运算符能帮助你解决一些特定问题，比如判断奇偶、交换数值、统计1的个数等。

常用位运算符及其作用

Java中常用的位运算符包括：

• &（按位与）：两个位都为1时结果才为1
• |（按位或）：两个位有一个为1结果就为1
• ^（按位异或）：两个位不同结果为1，相同为0
• ~（按位取反）：每一位0变1、1变0
• <<（左移）：左移n位相当于乘以2的n次方
• >>（右移）：右移n位相当于除以2的n次方（带符号扩展）
• >>>（无符号右移）：右移补0，不考虑符号位

常见应用场景与技巧

利用位运算可以简洁高效地实现某些逻辑判断和计算。

判断一个数是否为奇数

使用

&

运算判断最低位是否为1：

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if ((n & 1) == 1) {     System.out.println("是奇数"); }

因为偶数的二进制末位是0，奇数是1，所以

n & 1

可以直接判断奇偶性。

交换两个数而不使用临时变量

利用

^

的自反性：

a = a ^ b; b = a ^ b; // 相当于 a ^ b ^ b = a a = a ^ b; // 相当于 a ^ b ^ a = b

这样就完成了a和b的交换，但实际开发中建议还是用临时变量，提高可读性。

统计一个数的二进制中1的个数

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使用

n & (n - 1)

可以清除最右边的1：

int count = 0; while (n != 0) {     n = n & (n - 1);     count++; }

每执行一次

n & (n-1)

，n的二进制表示中就少一个1，直到为0为止。

找出只出现一次的数字（其他都出现两次）

利用

^

的性质：a ^ a = 0，a ^ 0 = a。

int result = 0; for (int num : nums) {     result ^= num; }

所有成对出现的数异或后为0，最后剩下的就是唯一出现的数。

注意事项与限制

位运算虽然高效，但也有一些需要注意的地方。

• 只能用于整数类型（byte、short、int、long）
• 右移

  会保留符号位，负数右移仍为负；

  则无符号右移，高位补0
• 移位操作不要超过数据类型的位数，如int是32位，避免

  << 35

  这类操作

• 优先级较低，注意加括号，例如

  (n & 1) == 1

  ，否则可能出错

基本上就这些。位运算适合在性能敏感或空间受限的场景中使用，理解其原理后能写出更高效的代码。