Java中按位运算符对布尔值的影响

Question

位运算符用于对变量进行逐位操作。对于整数、长整数和字符，这是有意义的。这些变量可以包含其大小所强制的完整值范围。

然而，在布尔值的情况下，布尔值只能包含两个值。1 = true或0 = false。但是布尔值的大小没有定义。它可以像一个字节那样大，也可以像一个比特那样小。

那么，在布尔值上使用位运算符有什么效果呢？JVM是否将其转换为普通的逻辑运算符并继续执行？它是否将布尔值视为单个比特实体以用于运算？还是结果未定义，就像布尔值的大小一样？

- Daniel Bingham

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我认为你不能在布尔值上使用位运算符，只能在数字上使用。我确定 ~ 不起作用，其他运算符我不知道。 - Martijn Courteaux

你可以使用其中一些，我们刚刚在我们的旧代码中发现了一个竖线符号并正在将其删除，但是这段代码已经编译并且工作正常。 - Daniel Bingham

因为其中一个是短路计算，而另一个不是（请参考mobrule的回答），所以在将“|”改为“||”之前，您可能需要确保后续的布尔表达式没有任何副作用，这些副作用原来的程序员打算始终执行。 - John M Gant

Answer 1

当操作数为基本整型时，运算符 &, ^, 和 | 是按位运算符。当操作数为布尔值时，它们是逻辑运算符，并且其行为在这种情况下是指定的。请参阅Java语言规范第15.22.2节以获取详细信息。

- Noel Ang

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具体来说，&、^和|是非短路逻辑布尔运算符。 - Ken

如果以上内容是正确的，为什么http://ideone.com/oGSF7c会抛出空指针异常？如果`|=`运算符是逻辑的，程序就不应该运行`x.getValue()`指令。 - ikromm

@JohnKrommidas，你的x是空的，这就是为什么你会得到一个NullPointerException。你需要实例化它。 - Ben

@Ben，这就是整个问题的关键。如果操作是按位的，虚拟机就不必费心去检查语句的第二部分。既然它确实检查了它，那么这个操作就不可能是按位的。 - ikromm

@Ben，正如@Ken所说，逻辑运算不是短路运算，因此第二部分会被计算。因此，如果x为null，则a || x.foo()是安全的，但a | x.foo()则不安全。|=遵循与|相同的规则。 - Michael Smith

Answer 2

使用位运算符可以规避短路行为：

boolean b = booleanExpression1() && booleanExpression2();
boolean b = booleanExpression1() & booleanExpression2();

如果booleanExpression1()的计算结果为false，则在第一种情况下不会评估booleanExpression2()，而在第二种情况下将评估booleanExpression2()（及其可能有的任何副作用）。

- mob

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位运算通常比短路运算（如果评估简单）执行得更快。 - rds

按位与&会更快，但使用&&可以忽略对第二个函数的调用。 - NatNgs

Answer 3

除了其他答案中涵盖的内容外，值得注意的是&&和||与&和|具有不同的优先级。

摘自优先级表（优先级最高的在顶部）。

bitwise AND                 &
bitwise exclusive OR        ^
bitwise inclusive OR        |
logical AND                 &&
logical OR                  ||

这对你意味着什么？

只要你坚持只使用&和|或者只使用&&和||，那就没有任何问题。

但是，由于|的优先级高于&&（与||相反，其优先级较低），自由混合它们可能会导致意外行为。

因此，a && b | c && d与a && (b | c) && d是相同的，
而a && b || c && d则是(a && b) || (c && d)。

为了证明它们不同，请考虑来自真值表的一部分：

a | b | c | d | (b|c) | (a&&b) | (c&&d) | a && (b|c) && d | (a&&b) || (c&&d)
F | T | T | T |   T   |   F    |    T   |         F       |        T
                                                  ^                ^
                                                  |- not the same -|

如果你希望 OR 比 AND 优先级更高，你可以使用 | 和 && 结合起来，但这不被推荐。

但是，无论何时使用不同的符号，你真正应该做的是将它们放在括号中以澄清优先级，例如 (a && b) || c（用括号澄清优先级），a && b && c（不需要括号）。

- Bernhard Barker

Answer 4

即使它能工作，你也不应该这样做。语言规范仅在两个操作数均为原始整数类型或两个操作数都是布尔类型时定义位运算符。对于任何其他情况，我会说结果没有定义：http://java.sun.com/docs/books/jls/second_edition/html/expressions.doc.html#5228。

- LeffeBrune

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这个问题是关于布尔值的，而不是关于原始类型或原始类型和布尔值混合的。 - talonx