Выполнение этой программы может дать, например, следующий результат: С>java Phone Mary Mary: 555-8976 Поразрядные операторы

В главе 2 были рассмотрены арифметические и логические операторы, а также операторы отношения. Эти три вида операторов используются чаще всего, но в Java предоставляются также поразрядные операторы, которые позволяют расширить границы применения данного языка программирования. Поразрядные операторы можно применять к значениям типа long, int, short, char и byte. А над типами boolean, float, double или типами классов поразрядные операции выполнять нельзя. Эти операторы называются поразрядными потому, что они используются в основном для проверки, установки и сдвига отдельных разрядов числа. Поразрядные операции чрезвычайно важны для решения задач системного программирования, в которых требуется анализировать данные, получаемые из устройства, или формировать значения, передаваемые на устройство. Доступные в Java поразрядные операторы перечислены к табл. 5.1.

Таблица 5.1. Поразрядные операторы Оператор Выполняемые действия & Поразрядное И | Поразрядное ИЛИ ^ Поразрядное исключающее ИЛИ >> Сдвиг вправо >>> Сдвиг вправо без знака << Сдвиг влево ~ Дополнение до 1 (унарный оператор НЕ) Поразрядные операторы И, ИЛИ, исключающее ИЛИ и НЕ

Поразрядные операторы И, ИЛИ, исключающее ИЛИ и НЕ обозначаются следующим образом: &, |, А и Они выполняют те же функции, что и их логические аналоги, рассмотренные в главе 2. Но в отличие от логических операторов поразрядные операторы действуют на уровне отдельных двоичных разрядов. Ниже приведены результаты поразрядных операций с двоичными единицами и нулями. P Q P & Q P | Q P ^ Q ~P 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0

С точки зрения наиболее распространенного применения поразрядную операцию И можно рассматривать как способ подавления отдельных двоичных разрядов. Это означает, что если какой-нибудь бит в любом из операндов равен 0, то соответствующий бит результата будет сброшен в 0. Например: 1101 ОО11 1010 1010 & 1000 0010

Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение оператора 6. В этой программе строчные буквы английского алфавита преобразуются в прописные путем сброса шестого бита в коде символа. Коды ASCII и уникода (Unicode) строчных букв английского алфавита отличаются от аналогичных кодов прописных букв на вели¬ чину 32. Поэтому для преобразования строчных букв в прописные достаточно сбросить в нуль шестой бит в кодах их символов. // Преобразование строчных букв английского алфавита в прописные, class UpCase { public static void main(String args[]) { char ch; for(int i=0; i < 10; i++) { ch = (char) ('a1 + i) ; System.out.print(ch); // В следующем операторе сбрасывается шестой бит. // После этого в переменной ch будет храниться код // символа прописной буквы, ch = (char) ( (int) ch & 65503); System.out.print(ch + " ") ; } } }

Результат выполнения данной программы выглядит следующим образом: аА bВ сС dD еЕ fF gG hH il jJ

Значение 65503, используемое в операции поразрядного И, является десятичным представлением двоичного числа 1111111111011111. Таким образом, при выполнении данной операции все биты кода символа в переменой ch, за исключением шестого, остаются без изменения, а шестой бит сбрасывается в нуль.

Операция поразрядного И оказывается удобной и в том случае, если требуется выяснить, установлен или сброшен отдельный бит числа. Например, в приведенной ниже строке кода проверяется, установлен ли четвертый бит значения переменной status, if(status & 8) System.out.println("bit 4 is on");

В данном примере число 8 использует потому, что в его двоичном представлении установлен только четвертый бит. Таким образом, в условном операторе if логическое значение true будет получено только в том случае, если четвертый бит значения переменной status также установлен. Подобный подход можно применить и для преобразования значения типа byte в двоичный формат, как показано ниже. // Отображение битов, составляющих байт, class ShowBits { public static void main(String args[]) { int t; byte val; val = 123; for(t=128; t > 0; t = t/2) { if((val & t) != 0) System.out.print("1 "); else System.out.print("0 ") ; } } }

Выполнение этой программы дает следующий результат: 01111011

В цикле for последовательно проверяется каждый бит значения переменной val. Для того чтобы выяснить, установлен ли бит, выполняется операция поразрядного И. Если бит установлен, отображается цифра 1, иначе — 0. В примере для опробования 5.3 будет показано, как расширить этот элементарный принцип для создания класса, в котором будут отображаться биты двоичного представления целого числа любого типа.

Операция поразрядного ИЛИ выполняет действия, противоположные операции поразрядного И, и служит для установки отдельных битов. Любой бит, значение которого равно единице хотя бы в одном из двух операндов, будет равен единице и в результирующем значении. Например: 1101 ОО11 1010 1010 | 1111 1011

Операцию поразрядного ИЛИ можно использовать для преобразования прописных букв английского алфавита в строчные. Ниже приведен пример программы, решающей эту задачу. // Преобразование прописных букв английского алфавита в строчные, class LowCase { public static void main(String args[]) { char ch; for(int i=0; i < 10; i++) { ch = (char) ('A1 + i); System.out.print(ch);' // В следующем операторе устанавливается шестой бит, // в итоге переменная ch содержит код символа строчной буквы, ch = (char) ((int) ch | 32); System.out.print(ch + " ") ; } } }

Выполнение этой программы дает следующий результат: Аа Bb Сс Dd Ее Ff Gg Hh Ii Jj

В приведенном выше примере программы операция поразрядного ИЛИ выполняется над кодом символа и значением 32, имеющим двоичное представление 0000000000100000. Как видите, в двоичном представлении значения 32 установлен только шестой бит. Используя это значение в качестве одного операнда в операции поразрядного ИЛИ с любым другим значением в качестве другого операнда, получим результат, в котором устанавливается шестой бит, а состояние всех остальных битов остается без изменения. Таким образом, любая прописная буква будет преобразована в строчную.