Java 源码装逼技能之让人懵逼的符号

源码就是符号位 + 二级制数值。符号位是第一位，0 表示正数，1 表示负数。

Java 中 byte 类型一字节八位，可以表示 [1111 1111 , 0111 1111]，取值 [-127,127].

反码

正数的反码是其本身；负数的反码是在原码的基础上，符号位不变，其他位相反。

如 0000 0001 的反码是 0000 0001；1000 0001 的反码是 1111 1110。

补码

正数的补码是其本身；负数的补码是反码 + 1。

如 0000 0001 的补码是 0000 0001；1000 0001 的补码是 1111 1111。 -128 补码是 1000 0000。

意义

知其然也要知其所以然。为毛计算机要衍生出原码、反码、补码？

一句话为了方便计算机做减法。

计算机中只有加法器没有减法器，如果要做减法相当于加一个负数。比如 5 - 3 当成 5 + (-3)，那么 (-3) 怎么表示呢？

在源码中，正数相加是没问题的。比如 0000 0001 + 0000 0001 = 0000 0010，也是十进制的 1 + 1 = 2，但如果是 1 + (-1) 就会变成 0000 0001 + 1000 0001 = 1000 0010，结果是 -2 。

为了解决这个问题，反码出现了。

如果用反码计算，1 + (-1) 是 0000 0001 + 1111 1110 = 1111 1111 ，在反码中 1111 1111 表示 0，这样就做到了 1 + (-1) = 0。

但是还有个问题，反码中 1111 1111 和 0000 0000 都表示 0 ，准确地讲，一个是 -0，一个是 0。为了拯救强迫症患者，补码出现了。

补码怎么解决这个问题呢？

补码将 -0 + 1，即 1111 1111 + 1 = 1 1000 0000，结果超出范围了（第一个 1 表示符号，1000 0000 表示数值），要去除高位，也就是结果为 1000 0000。

生活中有这样的例子，向北绕地球 3/4 圈和向南绕地球 1/4 所在的经纬度一样的；正向旋转 90° 和逆向旋转 270° 位置也是一样的，只看个位的话，5 - 2 和 5 + 8 结果一样的。补码的 -0 + 1 是类似的，超出的高位没有意义去除就好了，同时最后的结果也是正确的。

在刚刚的例子中，地球一圈、360°、10 这些称为摸，3/4 与 1/4、90° 与 270°、2 与 8 和为模的两个数为补数。

补码将 1000 0000 和 0000 0000 区分开，1000 0000 表示十进制的 -128，0000 0000 表示 0。

再扩展一下，加法器是什么？人脑可以迅速计算出 1 + 2 = 3，但计算机怎么计算呢？

计算机芯片有通电与不通电两个档位，通电为高压（一般 5V，表示二进制 1），不通电低压（一般 0V 表示二进制 0），组装成复杂的电路基本三门——与或非门。

与门：A 和 B 都为 1 结果为 1，否则为 0。

或门：只要 A 和 B 中有一个为 1 结果即为 1。

非门：A 为 1 结果为 0，A 为 0 结果为 1。

以上三门可以组装成异或门。

异或门：A 和 B 结果不一样时结果为 1。

加法的本质是给两个本位，计算出新的本位和进位。比如原本位 1 + 1 得到新本位 0 和进位 1 。

把异或门和与门并联就是半加法器，加法器是 N 个半加法器的复杂组装。

好了，我写蒙了，估计你也看蒙了，不是你的问题，我表达不太好，有疑问可以评论，我们互相讨论。

到这里算是对原码、反码、补码稍微深刻点的认识吧。

移位运算符

左移运算符 <<

将二进制数整体向左移动指定位数，右边空位补 0，比如 a << 1 等价于乘以 2 ，但要注意符号位和取值范围。

右移运算符 >>

将二进制数整体向右移动指定位数,左边空位补符号位，比如 a >> 1 等价于乘以 2 ，同样要注意符号位和取值范围。

无符号右移运算符 >>>

将二进制数整体向右移动指定位数,左边空位补 0，正数等同于 >> ，负数会因补 0 变为正数。

待续。。。

其实移位运算符这的疑问也挺多的，比如补 0 和补符号位怎么储存的？原码中只有第一位表示符号，如果要补 2 个符号位分么办？为什么移位相当于乘除 2^n？，如果 5 右移一位怎么搞？等等

实在特么写的有点惨（手动捂脸），先把半成品发出来看能不能混几个赞激励下自己哈哈哈哈，溜了溜了，明天把这些问题搞清楚了再补充。

每一次成长，都想与你分享。（小声BB，抽奖在公众号里面。）