位运算是比较接近机器语言的运算方式，虽然比较消耗脑力，但很高效，必要时加上几句位运算的代码，会使程序跑的更快，同时，它也是一些专门场景中非常重要的一部分。现在就让我一起来了解一下吧！
1.位运算的表达式
| 运算符 | 含义 | 运算符 | 含义 |
|---|---|---|---|
| ～ | 按位取反 | << | 有符号数左移 |
| & | 按位与 | >> | 有符号数右移 |
| | | 按位或 | >>> | 无符号数右移 |
| ^ | 按位异或 |
2.运算符的优先级和结合性
| 优先级 | 运算 | 结合性 |
|---|---|---|
| 1 | ()、[]、.、new | 自左向右 |
| 2 | ~、!、++、–、(类型名)、+(正号)、-(负号) | 自右向左 |
| 3 | *、/、% | 自左向右 |
| 4 | +、- | 自左向右 |
| 5 | <<、>>、>>> | 自左向右 |
| 6 | >、>=、<、<=、instanceof | 自左向右 |
| 7 | ==、!= | 自左向右 |
| 8 | & | 自左向右 |
| 9 | ^ | 自左向右 |
| 10 | | | 自左向右 |
| 11 | && | 自左向右 |
| 12 | || | 自左向右 |
| 13 | ?: | 自右向左 |
| 14 | =、+=、-=、*=、/=、%=、&=、^=、|=、<<=、>>=、>>>= | 自右向左 |
3.练习实例
针对位操作，这里提供一个对BMP格式图片的隐写练习。
原理：BMP图片是无损的，可针对色位最低位注入自己的数据，而图片显示不出明显的改动痕迹[实际是有的]。代码详情：https://gitee.com/kxwinxp/secretbmp
注意：代码是针对24位BMP图片进行处理，兼容32位，但不支持低于24位
主体代码：
/**
* 方法体入口
* InjectBmp(fileBmp,fileSecret)--->注入隐藏数据
* SuckBmp(fileBmpou,fileRecovery)--->读出隐藏数据
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
File fileBmp = new File("src/main/resources/origin.bmp");
File fileSecret = new File("src/main/resources/origin.txt");
//编译后路径
//URL resource = Class.class.getClass().getResource("/origin.bmp");
File fileBmpou=new File("src/main/resources/secret.bmp");
File fileRecovery=new File("src/main/resources/secret.txt");
try {
//注入方法调用
new testMain().InjectBmp(fileBmp,fileSecret);
//提取方法调用
byte[] result = new testMain().SuckBmp(fileBmpou,fileRecovery);
System.out.println(new String(result, "UTF-8"));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 将文本信息从BMP图片取出
*
* @param fileBmp 存有隐藏数据的BMP图片路径
* @param fileSecret 取出数据到 [可空]
* @return 取出数据Bytes
* @throws Exception
*/
public byte[] SuckBmp(File fileBmp, File fileSecret) throws Exception {
FileOutputStream ou = null;
if (fileSecret != null) {
if (fileSecret.exists()) {
fileSecret.delete();
}
ou = new FileOutputStream(fileSecret);
}
BufferedImage bi = ImageIO.read(fileBmp);
int width = bi.getWidth();
int height = bi.getHeight();
System.out.println("bmp:" + width + "*" + height + "=" + (width * height));
//读取文件大小信息
byte[] tranRead = BmpUtil.read(bi, new Position(), 8);
long total = ByteUtil.getLong(tranRead, 0);
//除去文件大小信息（8字节）的起点
Position position = new Position((22) % bi.getWidth(), 22 / bi.getWidth(), 1);
int len = 1024;
System.out.println(total);
byte[] allbt = null;
while ((total - 1) / len > 1 || (len = (int) total) > 0) {
total -= len;
byte[] tranRead2 = BmpUtil.read(bi, position, len);
allbt = (allbt == null) ? tranRead2 : ByteUtil.addBytes(allbt, tranRead2);
if (ou != null) {
ou.write(tranRead2);
ou.flush();
}
}
if (ou != null) {
ou.close();
}
return allbt;
}
/**
* 将文本信息注入BMP图片
* 原理:图片一个像素[3原色(RGB)，即3字节]可分离出3位，8像素可分离3字节
*
* @param fileBmp 要存隐藏数据的BMP图片路径
* @param fileSecret 要存的隐藏数据路径
* @throws Exception
*/
public void InjectBmp(File fileBmp, File fileSecret) throws Exception {
FileInputStream in = new FileInputStream(fileSecret);
BufferedImage bi = ImageIO.read(fileBmp);
int inSize = 1024;
byte[] inbt = new byte[inSize];
//8个字节所占像素约为22
int pixel=8*8/3+(8*8%3==0?0:1);
Position position = new Position(pixel % bi.getWidth(), pixel / bi.getWidth(), 1);
long len = 0;
while ((inSize = in.read(inbt)) != -1) {
len += inSize;
//每次注入inSize=1024个字节，并返回下一个像素位置[具体到3原色]
position = BmpUtil.inject(bi, position, inbt, inSize);
}
// 将文本大小信息保存在图片头部(8字节[充当long类型]约占22个像素)
byte[] end = new byte[8];
ByteUtil.putLong(end, len, 0);
System.out.println("total:" + len + " px" + position.x + ",py" + position.y);
BmpUtil.inject(bi, new Position(), end, 8);
String format = "bmp";
File fileout = new File(fileBmp.getAbsolutePath().substring(0, fileBmp.getAbsolutePath().lastIndexOf(File.separator)), "secret." + format);
ImageIO.write(bi, format, fileout);
}