Integer.highestOneBit(int i)方法的作用是什么

這篇文章將為大家詳細講解有關Integer.highestOneBit(int i)方法的作用是什么，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

在Integer類中有這么一個方法，你可以給它傳入一個數字，它將返回小于等于這個數字的一個2的冪次方數。這個方法就是highestOneBit(int i)。

比如下面的Demo，注意方法的輸入與返回值：

System.out.println(Integer.highestOneBit(15));  // 輸出8
System.out.println(Integer.highestOneBit(16));  // 輸出16
System.out.println(Integer.highestOneBit(17));  // 輸出16

這個方法的實現代碼量也是非常少的：

public static int highestOneBit(int i) {
	// HD, Figure 3-1
	i |= (i >>  1);
	i |= (i >>  2);
	i |= (i >>  4);
	i |= (i >>  8);
	i |= (i >> 16);
	return i - (i >>> 1);
}

接下來，我們就來詳細分析一下這塊代碼的邏輯。

首先，對于這個方法的功能：給定一個數字，找到小于或等于這個數字的一個2的冪次方數。

如果我們要自己來實現的話，我們需要知道：怎么判斷一個數字是2的冪次方數。

說真的，我一下想不到什么好方法來判斷，唯一能想到的就是一個數字如果把它轉換成二進制表示的話，它會有一個規律：如果一個數字是2的冪次方數，那么它對應的二進制表示僅有一個bit位上是1，其他bit位全為0。 比如： 十進制6，二進制表示為：0000 0110 十進制8，二進制表示為：0000 1000 十進制9，二進制表示為：0000 1001 所以，我們可以利用一個數字的二進制表示來判斷這個數字是不是2的冪次方數。關鍵代碼怎么實現呢？去遍歷每個bit位？可以，但是不好，那怎么辦？我們還是回頭仔細看看Integer是如何實現的吧？

public static int highestOneBit(int i) {
	// HD, Figure 3-1
	i |= (i >>  1);
	i |= (i >>  2);
	i |= (i >>  4);
	i |= (i >>  8);
	i |= (i >> 16);
	return i - (i >>> 1);
}

我們發現這段代碼中沒有任何的遍歷，只有位運算與一個減法，也就是說它的實現思路和我們自己的實現思路完全不一樣，它的思路就是：給定一個數字，通過一系列的運算，得到一個小于或等于該數字的一個2的冪次方數。

也就是：如果給定一個數字18，通過運算后，要得到16。

18用二進制表示為： 0001 0010

想要得到的結果(16)是：0001 0000

那么這個運算的過程無非就是將18對應的二進制數中除最高位的1之外的其他bit位都清零，則拿到了我們想要的結果。

那怎么通過位運算來實現這個過程呢？

我們拿18對應的二進制數0001 0010來舉個例子就行了： 先將0001 0010右移1位， 得到0000 1001，再與自身進行或運算： 得到0001 1011。

再將0001 1011右移2位， 得到0000 0110，再與自身進行或運算： 得到0001 1111。

再將0001 1111右移4位， 得到0000 0001，再與自身進行或運算： 得到0001 1111。

再將0001 1111右移8位， 得到0000 0000，再與自身進行或運算： 得到0001 1111。

再將0001 1111右移16位， 得到0000 0000，再與自身進行或運算： 得到0001 1111。

再將0001 1111無符號右移1位， 得到0000 1111。

關于無符號右移，可以看我之前寫的文章。

最后用0001 1111 - 0000 1111 = 0001 0000 震驚！得到了我們想要的結果。

其實這個過程可以抽象成這樣： 現在有一個二進制數據，0001****，我們不關心低位的取值情況，我們對其進行右移并且進行或運算。

先將0001****右移1位， 得到00001***，再與自身進行或運算： 得到00011***。

再將00011***右移2位， 得到0000011*，再與自身進行或運算： 得到0001111*。

再將0001111*右移4位， 得到00000001，再與自身進行或運算： 得到00011111。

后面不用再推算了，到這里我們其實可以發現一個規律： 右移與或運算的目的就是想讓某個數字的低位都變為1，再用該結果 減去 該結果右移一位后的結果，則相當于清零了原數字的低位。即得到了我們想要的結果。

到此，只能感嘆JDK作者對于位運算的使用已經達到了出神入化的境界了。

關于Integer.highestOneBit(int i)方法的作用是什么就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。