为什么这些按位运算会产生大写字母？

Question

我有以下代码：

static char toUpper(char c)
{
    if (c >= 'a' && c <= 'z')
        return (char) (c & ~('a' - 'A'));

    return c;
}

为什么这可以正确地提出大写字母？按位操作是我最感兴趣的。我或多或少地理解数学，我理解它确实有效但不是为什么它工作的根本原因。

Answer 1

它的工作原理是，在ASCII（与Unicode的下半部分相同）中，A的位模式为0100 0001（0x41），而a为0110 0001（0x61）。

因此'a' - 'A'是0x20或0010 0000，这是您需要清除小写字母以使其成为大写字母的位置。

您可以从下表中看到，大写字母范围从0x41到0x5a以及从0x61到0x7a的等效小写字母：

清除位位置的方法是and它与该位置的逻辑否定。

因此（使用8位），~0x20为0xdf（1101 1111），字母c的操作如下：

  0110 0011     0x63 or 'c'
& 1101 1111     0xdf, or ~('a' - 'A')
  ---- ----
  0100 0011     0x43 or 'C'

有关按位运算符的更详细介绍，请参阅here。

---

当然，值得一提的是你可以更容易地使用：

c = Character.toUpperCase (c);

没有必须编写自己的函数。有关详细信息，请参阅here。而且，如果您真的想将其限制为ASCII小写字母，您仍然可以将其包装在if语句中，但我建议如果您希望您的应用程序在非ASCII中使用，那不是一个好主意世界。

Answer 2

在Java中，字符只是无符号的16位整数。

对于ascii，小写字符为97-122，相应的大写字母为65-90。所以你只需要从每个值中减去32。

如果你看一下代码(char) (c & ~('a' - 'A'))，你可以先从内部进行评估。

'a' - 'A'为您提供所需偏移的负数，32。

~(32)翻转位，所以你现在有-33。除了第六位到最后一位之外，这是一个掩码。

(c & -33)应用位掩码，将相应位设置为0.这实际上减去了32。

(char)只是对char进行不必要的强制转换（编译器无论如何都会插入一个强制转换）。

Answer 3

让我们举个例子来理解你的代码。

1）假设您将字符“p”传递给方法 toUpper（）。

2）现在if语句中的条件将始终为true，因为任何字母都在'a'和'z'之间。

3）在if语句中你有以下代码

return (char) (c & ~('a' - 'A'));

4）在上述声明中这部分

('a' - 'A')

将始终首先执行，因为它在括号中。这里你只是从'a'中减去'A'，即97-65是ASCII值。 （A ---> 65和a ----> 97）。因此，无论您传递给 toUpper（）方法的角色，答案总是为32。

5）如何有运算符〜，即

~('a' - 'A')

正如我所说的那样（'a' - 'A'）的答案总是32，因此运算符〜应用于数字32，即

~32

要预测运算符〜的输出，公式如下所示

〜（数字）
= - （数字） - 1
由于这里的数字是32，因此从上面的公式输出~32是< / p>

- （32） - 1
= -32 - 1
= -33

所以输出

~('a' - 'A')

总是-33

5）现在你有了

(c & ~('a' - 'A'))

即

(c & -33)

这里c有用户传递的字母，在我们的例子中是'p'

即

p & -33

由于'p'的ASCII值是112，即

112 & -33

即

1110000 & 1011111

是二进制

中112和-33的对应值

因此在应用运算符＆amp;我们得到

1010000

6）现在将1010000转换为十进制，我们得到80，这是大写字母'P'的ASCII值。

7）所以一般来说我们可以说将要执行的操作是

(ASCII value of user inputted alphabet) & -33

8）还有一件事“Java适用于Unicode。但Unicode中的第一组字符是ASCII，也是@paxdiablo所说的。所以我在上面的答案中提到了ASCII。

Answer 4

字符表示为数字。请查看ascii table以查看每个字符映射到的数字。

上面的按位操作基本上将对应于小写字母的数字改为大写字母

的数字