java打印一个int类型的二进制
int类型占4个字节,一个字节8位,int共占32位。java中的int是无符号的(c语言还区分int整形和unsigned int无符号整型),取值范围 -231~231-1。
二进制数在内存中以补码的形式存储的
正数:补码就是转化为二进制
负数:补码符号位是1,其它位是对应正数的二进制的取反加一
例如2的二进制就是:00000000000000000000000000000010 左起第一位是符号位, 0表示正数,其余后面31位是数值位。
-2的二进制是:11111111111111111111111111111110 ,左起第一位是符号位是1表示负数,后面31位是2的二进制取反加一。
给出一个int的十进制数字,比如2,怎么用java程序打印出它的二进制表示00000000000000000000000000000010呢?
思路:我们看到的十进制 int a = 2; 只是java给我们做了格式化显示成了“2”,我们心里很清楚底层存储是00000000000000000000000000000010,要是能和计算机进行一个沟通,去到内存中找到a这块内存区域,拿一根探针,挨个问每一块小内存是0还是1,然后你把结果打印出来就能显示出二进制表示了。int有32位,所以我们就需要拿着“探针”问内存32次才能得到每一位是0还是1,怎么寻找这根“探针”呢?
可以用
10000000000000000000000000000000,
01000000000000000000000000000000,
00100000000000000000000000000000,
00010000000000000000000000000000,
......
00000000000000000000000000000010,
00000000000000000000000000000001,
这样的,从第32位一直到第1位,一次只有一位是1,其它位都是0的,32个二进制数做“探针”。与2(的二进制)进行与(&)32次,这一系列“探针”数字有个特点就是,第n个“探针”和2与之后,如果是1说明2的二进制当前位是1,如果是0说明2的当前位是0。
**第一次与**
探针: 10000000000000000000000000000000
2的二进制:00000000000000000000000000000010
结果: 0
**第二次与**
探针 :01000000000000000000000000000000
2的二进制:00000000000000000000000000000010
结果: 0
**第三次与**
探针 :00100000000000000000000000000000
2的二进制:00000000000000000000000000000010
结果: 0
......
第31次与
探针: 00000000000000000000000000000010
2的二进制:00000000000000000000000000000010
结果: 1
第32次与
探针: 00000000000000000000000000000001
2的二进制:00000000000000000000000000000010
结果: 0
java代码:
public static void print(int num){
for(int i=31;i>=0;i--){
System.out.print((num & 1 << i)) == 0 ? "0":"1");
}
}
解释:
for循环里每次num和1右移i位进行与操作,i从31开始,每次减减,一直到0,正好是32位,这就是上面说的32个探针,去探测num的当前位是0还是1。
验证:
print(2); 输出00000000000000000000000000000010
print(-2); 输出11111111111111111111111111111110 (符号位是1,数值位是2的二进制取反加一,正确)
print(100);输出00000000000000000000000001100100
说明print函数正确。