按位与运算符的结果可以是否为负（在 Java 中）答案

【问题标题】：Can the result of a bitwise AND operator be negative (in Java)按位与运算符的结果可以是否为负（在 Java 中）
【发布时间】：2013-10-05 07:01:21
【问题描述】：

我有以下代码：

int SOME_MASK = 0x0000ffff;

int value = /* some value */;
int something = SOME_MASK & value;

// WHY IS "something" guaranteed to be non-negative ?
if (something != NEGATIVE_CONSTANT) {
    // do something here....
}

我不断收到FindBugs 分析警告：

正确性 - 非负值与负值的错误比较常量此代码比较一个保证为具有负常数的非负数。

将按位与结果与负常数进行比较的行弹出警告。

我不确定为什么按位与结果保证为非负数？总是这样吗？

【问题讨论】：

你是如何声明SOME_MASK的？
感谢 FindBugs 如此聪明。我经常看到按位运算符被视为“值变得未知”。

标签： java operators bit-manipulation bitwise-operators

【解决方案1】：

按位与运算符的结果能否为负（在 Java 中）

一般 - 是的。

在你的例子中 - 没有。

在 Java 中，整数以two's complement 有符号二进制表示形式表示。这种表示的一个特点是最重要的（即最左边的）位对于负数是 1，对于正数是 0。

在您的示例中，您正在与0x0000ffff 进行与运算，即将前 16 位设置为零。这意味着该表达式的结果不能是负数。

相比之下，如果您与0xffff0000 进行与运算，结果可能是否定的。

【讨论】：

【解决方案2】：

按位与的结果可以是负数，例如(-1) & (-1) 肯定是-1。

但是，如果任一操作数为非负数，则结果也必须为非负数。这是因为在 2 的补码表示中，负数的第 31 位必须置位，非负数的第 31 位必须清零。因为& 只有在两个操作数的位都被置位时才会置位，所以当且仅当两个输入都为负时，结果才为负。

由于SOME_MASK = 0xffff 是正数，SOME_MASK & value 的结果永远不会是负数。

【讨论】：

【解决方案3】：

两个负整数的按位与总是负数。两个整数的按位与，其中一个或两个都是正数，总是正数。要了解原因，请考虑二进制表示，以及最高位会发生什么。

【讨论】：

【解决方案4】：

something 保证不会为负数，因为 Java 的带符号 int 类型使用符号的最高有效位，并且该位在 SOME_MASK 中被清除 (0)。由于something 是与该掩码进行“与”运算的结果，因此不能设置该位，因此不能为负数。

【讨论】：

【解决方案5】：

当SOME_MASK 以“0”位开头时，SOME_MASK & value 的结果必须为正。

【讨论】：