Java 位运算基础

位运算是比较接近机器语言的运算方式，虽然比较消耗脑力，但很高效，必要时加上几句位运算的代码，会使程序跑的更快，同时，它也是一些专门场景中非常重要的一部分。现在就让我一起来了解一下吧！

1.位运算的表达式

运算符	含义	运算符	含义
～	按位取反	<<	有符号数左移
&	按位与	>>	有符号数右移
\|	按位或	>>>	无符号数右移
^	按位异或

2.运算符的优先级和结合性

优先级	运算	结合性
1	()、[]、.、new	自左向右
2	~、!、++、–、(类型名)、+(正号)、-(负号)	自右向左
3	*、/、%	自左向右
4	+、-	自左向右
5	<<、>>、>>>	自左向右
6	>、>=、<、<=、instanceof	自左向右
7	==、!=	自左向右
8	&	自左向右
9	^	自左向右
10	\|	自左向右
11	&&	自左向右
12	\|\|	自左向右
13	?:	自右向左
14	=、+=、-=、*=、/=、%=、&=、^=、\|=、<<=、>>=、>>>=	自右向左

3.练习实例

针对位操作，这里提供一个对BMP格式图片的隐写练习。
原理：BMP图片是无损的，可针对色位最低位注入自己的数据，而图片显示不出明显的改动痕迹[实际是有的]。

代码详情：https://gitee.com/kxwinxp/secretbmp
注意：代码是针对24位BMP图片进行处理，兼容32位，但不支持低于24位

主体代码：

/*** 方法体入口* InjectBmp(fileBmp,fileSecret)--->注入隐藏数据* SuckBmp(fileBmpou,fileRecovery)--->读出隐藏数据* @param args*/public static void main(String[] args) {File fileBmp = new File("src/main/resources/origin.bmp");File fileSecret = new File("src/main/resources/origin.txt");//编译后路径//URL resource = Class.class.getClass().getResource("/origin.bmp");File fileBmpou=new File("src/main/resources/secret.bmp");File fileRecovery=new File("src/main/resources/secret.txt");try {//注入方法调用new testMain().InjectBmp(fileBmp,fileSecret);//提取方法调用byte[] result = new testMain().SuckBmp(fileBmpou,fileRecovery);System.out.println(new String(result, "UTF-8"));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/*** 将文本信息从BMP图片取出** @param fileBmp 存有隐藏数据的BMP图片路径* @param fileSecret 取出数据到 [可空]* @return 取出数据Bytes* @throws Exception*/public byte[] SuckBmp(File fileBmp, File fileSecret) throws Exception {FileOutputStream ou = null;if (fileSecret != null) {if (fileSecret.exists()) {fileSecret.delete();}ou = new FileOutputStream(fileSecret);}BufferedImage bi = ImageIO.read(fileBmp);int width = bi.getWidth();int height = bi.getHeight();System.out.println("bmp:" + width + "*" + height + "=" + (width * height));//读取文件大小信息byte[] tranRead = BmpUtil.read(bi, new Position(), 8);long total = ByteUtil.getLong(tranRead, 0);//除去文件大小信息（8字节）的起点Position position = new Position((22) % bi.getWidth(), 22 / bi.getWidth(), 1);int len = 1024;System.out.println(total);byte[] allbt = null;while ((total - 1) / len > 1 || (len = (int) total) > 0) {total -= len;byte[] tranRead2 = BmpUtil.read(bi, position, len);allbt = (allbt == null) ? tranRead2 : ByteUtil.addBytes(allbt, tranRead2);if (ou != null) {ou.write(tranRead2);ou.flush();}}if (ou != null) {ou.close();}return allbt;}/*** 将文本信息注入BMP图片* 原理:图片一个像素[3原色(RGB)，即3字节]可分离出3位，8像素可分离3字节** @param fileBmp 要存隐藏数据的BMP图片路径* @param fileSecret 要存的隐藏数据路径* @throws Exception*/public void InjectBmp(File fileBmp, File fileSecret) throws Exception {FileInputStream in = new FileInputStream(fileSecret);BufferedImage bi = ImageIO.read(fileBmp);int inSize = 1024;byte[] inbt = new byte[inSize];//8个字节所占像素约为22int pixel=8*8/3+(8*8%3==0?0:1);Position position = new Position(pixel % bi.getWidth(), pixel / bi.getWidth(), 1);long len = 0;while ((inSize = in.read(inbt)) != -1) {len += inSize;//每次注入inSize=1024个字节，并返回下一个像素位置[具体到3原色]position = BmpUtil.inject(bi, position, inbt, inSize);}// 将文本大小信息保存在图片头部(8字节[充当long类型]约占22个像素)byte[] end = new byte[8];ByteUtil.putLong(end, len, 0);System.out.println("total:" + len + " px" + position.x + ",py" + position.y);BmpUtil.inject(bi, new Position(), end, 8);String format = "bmp";File fileout = new File(fileBmp.getAbsolutePath().substring(0, fileBmp.getAbsolutePath().lastIndexOf(File.separator)), "secret." + format);ImageIO.write(bi, format, fileout);}

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