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&、| 和 ^ 运算符是位运算符还是逻辑运算符？

javaoperators
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首先我学到了&、|和^是按位运算符，现在有人把它们称为逻辑运算符&&、||，我完全困惑了 - 同一个运算符有两个名称？已经有逻辑运算符&&、||，那么为什么还要使用&、|和^呢？
参见：https://dev59.com/gmgu5IYBdhLWcg3wUljt - assylias
4个回答
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Java运算符&、|和^是按位运算符或逻辑运算符，取决于操作数的类型。如果操作数是整数，则运算符是按位运算符。如果它们是布尔值，则运算符是逻辑运算符。
这不仅是我的说法。JLS也是这样描述这些运算符的；请参见JLS 15.22。
（这就像+表示加法或字符串连接一样，取决于操作数的类型。或者就像“玫瑰”既可以是花朵，也可以是淋浴喷头。或者“猫”既可以是毛茸茸的动物，也可以是UNIX命令。单词在不同的上下文中有不同的含义。这对编程语言中使用的符号也是如此。）

已经有逻辑运算符&&、||，为什么要使用&、|、^？

对于前两个运算符，是因为它们在操作数何时/是否被计算方面具有不同的语义。这两种不同的语义在不同的情况下是必需的；例如：

    boolean res = str != null && str.isEmpty();

对抗

    boolean res = foo() & bar();  // ... if I >>need<< to call both methods.
< p > ^ 运算符没有短路等效项，因为这根本就没有意义。

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请看这个例子，位运算符作为逻辑运算符使用，虽然没有短路：http://www.anicehumble.com/2012/05/operator-precedence-101.html。不要忘记阅读有关“Neonatal C”的解释：http://cm.bell-labs.com/who/dmr/chist.html。 - Michael Buen
@Crackers他已经回答了。boolean => 逻辑，integer => 位运算。 - user207421
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拥有语言参考文献是一回事，正确解释它又是另一回事。

我们需要正确解释事物。

即使Java文档说明&既可以是按位运算符也可以是逻辑运算符，我们也可以提出论点，认为自上古以来自C以来，&确实没有失去其逻辑运算符的魔力。也就是说，&首先是一个内在的逻辑运算符（尽管这是一个非短路的运算符）

&按字面+逻辑解析为逻辑操作。

为了证明这一点，自从C开始到现在（Java、C#、PHP等），这两行代码的行为都是相同的。

if (a == 1 && b)

if (a == 1 & b)

也就是说，编译器会将它们解释为这样：
if ( (a == 1) && (b) )

if ( (a == 1) & (b) )

即使变量a和b都是整数，这个...

if (a == 1 & b)

...仍然会被解释为：

if ( (a == 1) & (b) )

因此，在不支持整数/布尔二元性的语言（例如Java和C#）上，这将导致编译错误：
if (a == 1 & b)

事实上，在上面的编译错误中，我们甚至可以认为 & 没有失去其逻辑（非短路）操作魔力，并且我们可以得出结论：Java延续了C的传统，使 & 仍然是一个逻辑操作。因此，我们可以说反过来，即可以通过应用括号将 & 重新用作位操作：
if ( a == (1 & b) )

所以在另一个平行宇宙中，有人可能会问如何将表达式&转换为位掩码操作。
引用如下：
如何使以下代码编译通过？我在JLS中读到&是一种按位运算符。a和b都是整数，但我不明白为什么以下位运算是Java中的编译错误：
if (a == 1 & b)
或者这样的问题：
为什么以下代码无法编译通过？我在JLS中读到&是一种按位运算符，在其操作数都是整数时使用。a和b都是整数，但我不明白为什么以下位运算是Java中的编译错误：
if (a == 1 & b)
事实上，如果已经有类似上述问题的现有stackoverflow问题询问如何在Java中执行掩码惯用语，我将不感到惊讶。
要使语言对该逻辑操作进行按位解释，我们必须在所有语言（C、Java、C＃、PHP等）上执行以下操作：
if ( a == (1 & b) )

所以回答这个问题，不是因为JLS定义了这样的方式，而是因为Java（以及其他受C启发的语言）的&运算符实际上仍然是一个逻辑运算符，它保留了C的语法和语义。自从C语言诞生以来，就一直是这样的。
事情不是偶然发生的，JLS 15.22 不是偶然发生的，它周围有深厚的历史。
在另一个平行宇宙中，如果没有将&&引入到语言中，我们仍将使用&进行逻辑操作，今天可能会有人问一个问题：
“这是真的吗？我们可以使用逻辑运算符&进行位运算吗？”
& 不关心其操作数是整数还是布尔值。它仍然是一个逻辑运算符，一个非短路运算符。事实上，在Java（甚至是C中），强制使其成为位运算符的唯一方法是在其周围加上括号。即：
if ( a == (1 & b) )

想一想，如果C语言（以及任何复制其语法和语义的语言）没有引入&&，现在可能会有人问：

如何使用&进行位运算？

总之，首先Java的&本质上是一个逻辑运算符（非短路运算符），它不关心其操作数，即使两个操作数都是整数（例如掩码习惯用法），它也会像往常一样执行其业务（应用逻辑运算）。您只能通过应用括号来强制将其变为位运算。Java延续了C的传统

如果Java的&的操作数（整数1和整数变量b）都是整数，则应该编译此代码：

 int b = 7;
 int a = 1;

 if (a == 1 & b) ...
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我的回答与其他答案相同。我知道Java在C / C ++中有前例。但是Java和|运算符之所以是它们的样子，是因为它们“有效”。实际上，由于它们没有借用C / C ++的语义，它们比C / C ++更好...因为它们更简单，更易于理解，而且更不易出错。这也意味着用历史来描述Java运算符实际上并不能1）回答问题，或者2）帮助理解。（使用混淆的术语也没有帮助）。 - Stephen C
这里有一个反例可以证明你所说的Java中的&和|是“本质上”逻辑运算符的断言是错误的。a = b & 42;没有对a或b进行类型定义，使得&成为逻辑运算符。很抱歉，但你的论点并不站得住脚，将整个段落加粗也无法改变这一点。 - Stephen C
顺便问一下，我的术语混乱吗？我很乐意学习的 :-) 使用正确的术语可以实现有效的沟通。 - Michael Buen
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  1. 这个问题不是关于 if 操作符的。它涉及到 Java 中所有上下文中的操作符。 1a) 而且 JLS 在术语上没有对这些上下文进行任意区分。
  2. 混淆的术语评论指的是您与 JLS 的说法相矛盾。这使得您在 Java 上下文中的术语错误和令人困惑。JLS 所说的是具有决定性的。
 - Stephen C
如果您回到原始问题，您会发现问题在于OP被不同人使用的看似矛盾的术语所困惑。唯一解决这种困惑的方法是指出JLS实际上对此的说法，并使用其（一致的）术语。 - Stephen C
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&和|在很久以前被用于两个目的，逻辑运算符和位运算符。如果你查看新生儿C语言（Java语言的模板），&和|被用作逻辑运算符。

但是，由于在同一语句中消除位运算和逻辑运算的歧义非常令人困惑，这促使Dennis Ritchie创建了一个单独的运算符（&&和||）用于逻辑运算符。

在这里检查“新生儿C”部分：http://cm.bell-labs.com/who/dmr/chist.html

您仍然可以将位运算符用作逻辑运算符，其保留的运算符优先级就是证据。阅读有关位运算符在新生儿C上作为逻辑运算符的过去历史。

关于证据，我写了一篇博客文章比较逻辑运算符和位运算符。如果你在实际程序中对比它们，就会自然而然地发现所谓的位运算符仍然是逻辑运算符，这一点是不言自明的：http://www.anicehumble.com/2012/05/operator-precedence-101.html 我还回答了一个与你的问题相关的问题：What is the point of the logical operators in C? 因此，没错，位运算符也是逻辑运算符，尽管是非短路逻辑运算符的版本。

关于

已经有逻辑运算符&&、||，为什么还要使用&、|、^？

XOR 可以很容易地回答，它就像单选按钮，只允许一个，下面的代码返回 false。对于下面人为编造的代码示例，抱歉，已经证明同时喝啤酒和牛奶并不会有什么问题;-)

String areYouDiabetic = "Yes";
String areYouEatingCarbohydrate = "Yes";


boolean isAllowed = areYouDiabetic == "Yes" ^ areYouEatingCarbohydrate == "Yes";

System.out.println("Allowed: " + isAllowed);

对于XOR位运算符，没有短路等效的操作，因为需要评估表达式的两侧。

关于为什么需要使用&和|位运算符作为逻辑运算符，坦率地说，你很难找到需要使用位运算符（也称为非短路逻辑运算符）作为逻辑运算符的情况。如果您想要实现一些副作用并使代码紧凑（主观），则可以使用位运算符（即非短路逻辑运算符）来进行非短路逻辑操作，例如：

while ( !password.isValid() & (attempts++ < MAX_ATTEMPTS) ) {

    // re-prompt

}

以上内容可以重写为以下形式（去掉括号），并且与前面的代码完全具有相同的解释。
while ( !password.isValid() & attempts++ < MAX_ATTEMPTS ) {

    // re-prompt

}

去掉括号后，它仍然产生与带括号的相同解释，可以使逻辑运算符遗迹“&”更加明显。冒着听起来多余的风险，但我必须强调，非括号表达式不会被解释为这样：
while ( ( !password.isValid() & attempts++ ) < MAX_ATTEMPTS ) {

    // re-prompt

}

总之，使用 & 运算符（更普遍地称为位运算符，但实际上既可以是位运算符也可以是逻辑运算符（非短路））来实现副作用的非短路逻辑操作是聪明的（主观的），但并不被鼓励，这只是为了换取可读性而获得的一行节省效果。
示例来源：存在非短路逻辑运算符的原因
这个答案大部分是不正确的，而且离题了。&&和||运算符是由John McCarthy发明的，并不仅仅是为了减少混淆：它们与&和|有着不同的作用。 - user207421
@A.H.和EJP，同样的原则适用于Java继承了C的运算符及其优先级，Java没有偏离这一原则。同样的原则适用。我只是提供了一个背景，说明为什么Java的位运算符也是逻辑运算符，这可以追溯到C。 - Michael Buen
@StephenC 我已经知道了，我提供的是Java中的 & 可以作为逻辑运算符的背景。 - Michael Buen
@MichaelBuen - 我恐怕“背景”大多是你的想象。Java的&逻辑运算符可以用作逻辑运算符，因为它被定义为这样。同样适用于&位运算符。显然，Java从C中借鉴了语法，但它没有借鉴语义，这一点可以通过在Java中不能混合使用布尔和整数操作数来说明。 - Stephen C
@Crackers - 1）我没有给这个帖子或者你的回答点踩。2）你没有权利告诉我该怎么投票。 - Stephen C
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Java 中的 byte 类型是有符号的，这可能会对位运算符造成问题。当负字节被扩展为 int 或 long 时，符号位会被复制到所有更高的位以保持解释值。例如：
byte b1=(byte)0xFB; // that is -5
byte b2=2;
int i = b1 | b2<<8;
System.out.println((int)b1); // This prints -5
System.out.println(i);       // This prints -5

原因：(int)b1在内部是0xFFFB，而b2<<8是0x0200，所以i将会是0xFFFB。

解决方案：

int i = (b1 & 0xFF) | (b2<<8 & 0xFF00);
System.out.println(i); // This prints 763 which is 0x2FB
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