从整数中获取n个最低有效位

Question

这似乎很简单，但我找不到答案。如果我有一个整数 X，在Java中从该整数获取N个最低有效位的最佳方法是什么？

- Wingdom

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http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/opsummary.html - Jayy

@KaipaMSarma - 这并没有真正回答他的问题。 - Stephen C

Answer 1

这个应该适用于所有非负的 N，其中 N < 32：

x & ((1 << N) - 1)

值得详细阐述一下当 N == 31 时，以及 N == 32 时 这个方法是如何运作的。对于 N == 31，我们得到的值是 1 << N == Integer.MIN_VALUE。从该值中减去 1 后，Java 会自动将其转换为 Integer.MAX_VALUE，这正是你所需要的。对于 N == 32，由于（感谢 @zstring!）<< 操作符只会按照右侧模32位进行位移，因此这种方法不起作用。相反，如果你想避免单独测试这种情况，可以使用以下代码：
```(1L << N) - 1L```

x & ((int)(1L << N) - 1)

通过将long移位，您可以获得完整的32位移位，然后将其强制转换回int，得到0。减去1会得到-1，对于任何int值x，x & -1都只是x（而x是x的低32位的值）。

- Ted Hopp

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1 << 32 等于整数值 1，因此对于 N == 32 不起作用。 - zstring

@zstring -- 哦，好发现！对于 int 左侧，<< 只使用右参数的低五位，因此它不是通过 32 位移，而是通过 0 位移。我需要修正我的答案。 - Ted Hopp

Answer 2

泰德的方法可能会更快，但这里有另一种方法。

x << -N >>> -N

这将所有位向上移动，然后向下移动以截断顶部位。

int i = -1;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
i = i << -5 >>> -5;
System.out.println(Integer.toBinaryString(i));

打印

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11111

- Peter Lawrey

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不错。Java会自动计算移位数量模32，因此这与x << (32 - N) >>> (32 - N)完全相同（除了避免了两个减法）。我不知道哪个更快。我的解决方案使用了一个移位、一个减法和一个按位与运算。你的解决方案使用了两个移位和两个否定运算（如果编译器聪明或程序员提供一些帮助，则只使用一个否定运算）。对于N > 32，我的解决方案的行为就像N == 32一样。你的解决方案总是通过(-N) % 32进行移位，因此对于超出范围的N值，两者并不相等。 - Ted Hopp

是的，但要修改移位数量为模64计算。 - Ted Hopp

很好的一点是，我不需要对我的数据类型的位数大小做出假设，也就是说，即使稍后更改也不会出现一些微妙的错误。 - Peter Lawrey

是的。比起明确地从32（或64）中减去要好得多。我认为我的解决方案也不需要任何假设。 - Ted Hopp

Answer 3

您还可以使用掩码。如果您使用位运算符&，则可以删除您想要删除的任何位（例如最高x位）。

int mask = 0x7FFFFFFF                 //Example mask where you will remove the 
                                      // most significant bit 
                                      // (0x7 = 0111b and 0xF = 1111b).
int result = numberToProcess & mask;  //And apply the mask with the &bitwise op.

这样做的缺点是你需要为每个位制作一个掩码，因此也许更好地将其视为一般方法的另一种方法。

- user12042