位运算

位运算（Bitwise Operations）是一种对二进制位进行操作的运算。它们在计算机科学和计算机编程中非常常见，用于对二进制数据进行位级别的操作和处理。

类型

位运算主要用于操作整数类型，因为它们是基于二进制位的操作。这包括整数类型（如整型数和无符号整型数）和字符类型（如ASCII字符）。

带符号整数类型：如int、long、short、byte等。这些类型的整数可以表示正数、负数和零，使用补码表示。
无符号整数类型：如unsigned int、unsigned long、unsigned short等。这些类型的整数只能表示非负数和零，不使用符号位，通常采用纯二进制表示。
字节类型：如char。字节类型通常用于表示字符，但它们也可以被当作整数类型来进行位运算。

但是，某些编程语言也允许对其他数据类型进行位运算，例如布尔类型（bool）或位集合类型。在这些情况下，位运算通常被用于处理各个位的标志位或位集合的操作。

对于非整数类型，位运算操作的结果可能会受到数据类型的限制和语言规范的影响。

位运算操作是由处理器支持的底层操作，底层硬件只支持01这样的数字，因此位运算运行速度很快。
尽管现代计算机处理器拥有了更长的指令流水线和更优的架构设计，使得加法和乘法运算几乎与位运算一样快，但是位运算消耗更少的资源。

以下是常见的位运算操作符：

与运算（AND）：用符号 "&" 表示，对两个操作数的对应位进行逻辑与操作，只有在两个操作数对应位都为1时，结果位才为1，否则为0。
( 1&1=1，1&0=0，0&0=0 )
或运算（OR）：用符号 "|" 表示，对两个操作数的对应位进行逻辑或操作，只要两个操作数对应位的其中一个为1，结果位就为1，否则为0。
(1|1=1 ，1|0=1， 0|0=0)
异或运算（XOR）：用符号 "^" 表示，对两个操作数的对应位进行异或操作，只有在两个操作数对应位不同时，结果位才为1，否则为0。
(1^1=0， 1^0=1， 0^0=0)
非运算（NOT）：用符号 "~"表示，对操作数的每一位进行取反操作，即将1变为0，0变为1。
（ ~1=0， ~0=1）
左移运算（Left Shift）：用符号 "<<" 表示，将一个操作数的二进制位向左移动指定的位数，右侧空出的位用0填充。
右移运算（Right Shift）：用符号 ">>"表示，将一个操作数的二进制位向右移动指定的位数，左侧空出的位用原来的符号位填充。
在执行右移操作时，若参与运算的数字为正数，则在高位补0；若为负数，则在高位补1。
无符号右移：无符号右移通常使用 ">>>" 运算符表示。无符号右移是一种位运算操作，用于将一个整数的二进制表示向右移动指定的位数，右侧空出的位用0填充。它不考虑符号位，直接将位移出整数的右侧。

这些位运算操作符可以用于进行位级别的掩码操作、位操作数的提取和设置、标志位的处理等。它们在一些底层的计算机操作、位字段处理和优化算法中经常使用。

左移运算符（<<）用于将一个数的二进制表示向左移动指定的位数，右侧空出的位用0填充。左移运算可以对数值进行扩大，其效果相当于将数值乘以2的移位次幂。

左移运算符对数据的影响如下：

以下是一个示例，展示了如何使用左移运算符对一个数进行左移操作：

int num = 42;
int shiftAmount = 2;

int result = num << shiftAmount;
System.out.println(result);

在上述示例中，初始的数值 num 为 42，将其左移2位后得到结果 168。通过左移运算符 << 将数值42向左移动2位，相当于将数值乘以2的2次幂，即 42 * (2^2) = 168。

需要注意的是，左移运算符的移位次数不能超过数据类型的位数。在某些编程语言中，移位次数超过数据类型的位数是未定义的行为，可能导致意外结果或错误。因此，在进行左移运算时，需要确保移位次数在合法的范围内。

左移是乘以2的n次幂，对应着右移则是除以2的n次幂。

int 类型是一个整数类型，通常由32位二进制表示。在大多数编程语言中，int 类型采用补码表示法，其中最高位为符号位（0表示正数，1表示负数），其余的31位用于表示数值部分。

Int 2 转换成二进制：

00000000 00000000 00000000 00000010

补码表示法范围：

 -2^31 ~ 2^31-1
 （10000000 00000000 00000000 00000000 
 	~ 01111111 11111111 11111111 11111111)

注：编程语言通常提供了转换函数或方法，如 Java 中的 Integer.toBinaryString()，可以方便地将 int 类型转换为二进制字符串进行输出。