Java 位与0xff 和位或0x00 得到的结果为什么不同?
Java 中，对一个数进行位与操作 `&` 和位或操作 `|`，即便操作的对象都是 `0xff` 或 `0x00`，其结果之所以不同，关键在于这两种操作符的本质以及 `0xff` 和 `0x00` 这两个十六进制数的二进制表示所带来的影响。
首先，我们来理解一下这两种位操作符的作用：
位与 (Bitwise AND) `&`: 这个操作符会逐位比较两个二进制数。只有当两个对应位置上的比特都是 `1` 时，结果的该位置上的比特才是 `1`；否则，结果的该位置上的比特就是 `0`。你可以理解为“ AND ”，就像逻辑判断一样，两边都真（1）才为真（1）。
位或 (Bitwise OR) `|`: 这个操作符也会逐位比较两个二进制数。只要两个对应位置上的比特中有一个是 `1`，结果的该位置上的比特就是 `1`；只有当两个对应位置上的比特都是 `0` 时，结果的该位置上的比特才是 `0`。你可以理解为“ OR ”，只要有一个为真（1），结果就为真（1）。
接下来，我们看 `0xff` 和 `0x00` 在二进制下的样子。Java 中的基本数据类型，比如 `int`，通常是 32 位的。我们以一个 8 位数的简化表示来理解，但请记住在实际的 `int` 类型中，前面会有很多个 `0`。
`0xff` (十六进制) 转换为二进制是 `11111111`。
`0x00` (十六进制) 转换为二进制是 `00000000`。
现在，我们来分析 `& 0xff` 和 `| 0x00` 分别会做什么：
位与 `& 0xff`
当我们对一个数执行 `& 0xff` 操作时，无论原始数的二进制表示是什么，与 `0xff`（即 `11111111`）进行位与操作，会发生什么呢？
我们知道，任何一个比特位与 `1` 进行位与操作，其结果都会保留原始比特位的值。
`0 & 1` 结果是 `0`
`1 & 1` 结果是 `1`
而任何一个比特位与 `0` 进行位与操作，结果都会是 `0`。
`0 & 0` 结果是 `0`
`1 & 0` 结果是 `0`
由于 `0xff` 在我们关注的这 8 个比特位上都是 `1`（在 32 位的 `int` 中，是前 24 个 `0`，后 8 个 `1`），当与原始数的这 8 个比特位进行位与时：
如果原始数的某一位是 `0`，与 `0xff` 对应的 `1` 进行位与，结果仍然是 `0`。
如果原始数的某一位是 `1`，与 `0xff` 对应的 `1` 进行位与，结果仍然是 `1`。
这意味着，`& 0xff` 操作实际上是将原始数的高位（在 32 位 `int` 中，就是从第 9 位到第 32 位）都强制变成了 `0`，而保留了原始数的低 8 位（也就是最右边的 8 个比特位）的原有值。这是一种 “截断” 或 “掩码” 操作，只取了原始数据的低 8 位信息。
举个例子，假设我们有一个 32 位的 `int` 变量 `data`，其值为 `0x12345678`。
`0x12345678` 的二进制（简化表示，只显示低 8 位）：`...01111000` (即 `0x78`)
`0xff` 的二进制：`...11111111`
`data & 0xff` 的计算：
`...01111000` (data 的低 8 位)
`& ...11111111` (0xff)
`...01111000` (结果，即 0x78)
所有原始数的比特位，在与 `0xff` 中对应的 `1` 进行 `&` 操作时，如果原始比特是 `0`，结果是 `0`；如果原始比特是 `1`，结果是 `1`。因此，`& 0xff` essentially isolates or preserves the least significant 8 bits of the original number.
位或 `| 0x00`
现在我们来看 `| 0x00` 操作。 `0x00` 在二进制下是 `00000000`。
我们知道，任何一个比特位与 `0` 进行位或操作，其结果都会保留原始比特位的值。
`0 | 0` 结果是 `0`
`1 | 0` 结果是 `1`
而任何一个比特位与 `1` 进行位或操作，结果都会是 `1`。
`0 | 1` 结果是 `1`
`1 | 1` 结果是 `1`
当我们将一个数与 `0x00`（即 `00000000`）进行位或操作时：
如果原始数的某一位是 `0`，与 `0x00` 对应的 `0` 进行位或，结果仍然是 `0`。
如果原始数的某一位是 `1`，与 `0x00` 对应的 `0` 进行位或，结果仍然是 `1`。
这意味着，`| 0x00` 操作对原始数的任何比特位都没有改变。它相当于一个 “无效操作”，结果将完全等于原始数。
再用上面的例子，`data` 的值为 `0x12345678`。
`0x12345678` 的二进制（简化表示）：`...01111000` (即 `0x78`)
`0x00` 的二进制：`...00000000`
`data | 0x00` 的计算：
`...01111000` (data 的低 8 位)
`| ...00000000` (0x00)
`...01111000` (结果，即 0x78)
所有原始数的比特位，在与 `0x00` 中对应的 `0` 进行 `|` 操作时，结果总是和原始比特位相同。
为什么结果不同
现在就很清楚了：
`& 0xff` 是一种 掩码（masking） 操作，它通过将不关心的位与 `0` 进行 AND 操作（强制变为 `0`）以及将关心的位与 `1` 进行 AND 操作（保留原值）来 提取或保留 原始数据的特定部分（在这里是低 8 位）。它会改变原始数中高位的部分（将其置为 `0`）。
`| 0x00` 是一种 无操作。因为 `0x00` 的每个比特位都是 `0`，与任何比特进行 OR 操作都不会改变该比特位的值。它不会修改原始数据的任何部分。
所以，当你对同一个原始数进行 `& 0xff` 和 `| 0x00` 操作时：
1. `& 0xff` 会产生一个 只保留了原始数低 8 位的值 的结果。
2. `| 0x00` 会产生一个 与原始数完全相同 的结果。
除非原始数的低 8 位恰好也全是 `0`（也就是原始数本身是一个 `0x00` 的值），否则这两个操作的结果必然不同。
举个更极端的例子：
假设原始数是 `0x000000FF` (二进制 `...11111111`)
`0x000000FF & 0xff` 结果是 `0x000000FF` (保留低 8 位的 `11111111`)
`0x000000FF | 0x00` 结果是 `0x000000FF` (什么都没改变)
在这种特定情况下，结果是相同的。
但如果原始数是 `0x00000080` (二进制 `...10000000`)
`0x00000080 & 0xff` 结果是 `0x00000080` (保留低 8 位的 `10000000`)
`0x00000080 | 0x00` 结果是 `0x00000080` (什么都没改变)
这两个例子说明，当原始数本身就只考虑低 8 位时，`& 0xff` 和 `| 0x00` 对其低 8 位的影响似乎是一样的，但是，`& 0xff` 的本质是 “截断高位”，而 `| 0x00` 的本质是 “什么都不做”。
如果原始数是 `0x12345678`，`0x12345678 & 0xff` 的结果是 `0x78`。
而 `0x12345678 | 0x00` 的结果是 `0x12345678`。
这两个结果显然是不同的。
总结来说，`& 0xff` 是一个有明确目的的操作（保留低 8 位，清零高位），而 `| 0x00` 则是一个没有任何实际效果的操作。正因为一个有“做什么”，另一个“什么都不做”，所以它们在绝大多数情况下得到的结果是不同的。
首先，我们来理解一下这两种位操作符的作用：
位与 (Bitwise AND) `&`: 这个操作符会逐位比较两个二进制数。只有当两个对应位置上的比特都是 `1` 时，结果的该位置上的比特才是 `1`；否则，结果的该位置上的比特就是 `0`。你可以理解为“ AND ”，就像逻辑判断一样，两边都真（1）才为真（1）。
位或 (Bitwise OR) `|`: 这个操作符也会逐位比较两个二进制数。只要两个对应位置上的比特中有一个是 `1`，结果的该位置上的比特就是 `1`；只有当两个对应位置上的比特都是 `0` 时，结果的该位置上的比特才是 `0`。你可以理解为“ OR ”，只要有一个为真（1），结果就为真（1）。
接下来，我们看 `0xff` 和 `0x00` 在二进制下的样子。Java 中的基本数据类型，比如 `int`，通常是 32 位的。我们以一个 8 位数的简化表示来理解，但请记住在实际的 `int` 类型中，前面会有很多个 `0`。
`0xff` (十六进制) 转换为二进制是 `11111111`。
`0x00` (十六进制) 转换为二进制是 `00000000`。
现在，我们来分析 `& 0xff` 和 `| 0x00` 分别会做什么：
位与 `& 0xff`
当我们对一个数执行 `& 0xff` 操作时，无论原始数的二进制表示是什么，与 `0xff`（即 `11111111`）进行位与操作，会发生什么呢？
我们知道，任何一个比特位与 `1` 进行位与操作，其结果都会保留原始比特位的值。
`0 & 1` 结果是 `0`
`1 & 1` 结果是 `1`
而任何一个比特位与 `0` 进行位与操作，结果都会是 `0`。
`0 & 0` 结果是 `0`
`1 & 0` 结果是 `0`
由于 `0xff` 在我们关注的这 8 个比特位上都是 `1`（在 32 位的 `int` 中，是前 24 个 `0`，后 8 个 `1`），当与原始数的这 8 个比特位进行位与时：
如果原始数的某一位是 `0`，与 `0xff` 对应的 `1` 进行位与，结果仍然是 `0`。
如果原始数的某一位是 `1`，与 `0xff` 对应的 `1` 进行位与，结果仍然是 `1`。
这意味着，`& 0xff` 操作实际上是将原始数的高位（在 32 位 `int` 中，就是从第 9 位到第 32 位）都强制变成了 `0`，而保留了原始数的低 8 位（也就是最右边的 8 个比特位）的原有值。这是一种 “截断” 或 “掩码” 操作，只取了原始数据的低 8 位信息。
举个例子，假设我们有一个 32 位的 `int` 变量 `data`，其值为 `0x12345678`。
`0x12345678` 的二进制（简化表示，只显示低 8 位）：`...01111000` (即 `0x78`)
`0xff` 的二进制：`...11111111`
`data & 0xff` 的计算：
`...01111000` (data 的低 8 位)
`& ...11111111` (0xff)
`...01111000` (结果，即 0x78)
所有原始数的比特位，在与 `0xff` 中对应的 `1` 进行 `&` 操作时，如果原始比特是 `0`，结果是 `0`；如果原始比特是 `1`，结果是 `1`。因此，`& 0xff` essentially isolates or preserves the least significant 8 bits of the original number.
位或 `| 0x00`
现在我们来看 `| 0x00` 操作。 `0x00` 在二进制下是 `00000000`。
我们知道，任何一个比特位与 `0` 进行位或操作，其结果都会保留原始比特位的值。
`0 | 0` 结果是 `0`
`1 | 0` 结果是 `1`
而任何一个比特位与 `1` 进行位或操作，结果都会是 `1`。
`0 | 1` 结果是 `1`
`1 | 1` 结果是 `1`
当我们将一个数与 `0x00`（即 `00000000`）进行位或操作时：
如果原始数的某一位是 `0`，与 `0x00` 对应的 `0` 进行位或，结果仍然是 `0`。
如果原始数的某一位是 `1`，与 `0x00` 对应的 `0` 进行位或，结果仍然是 `1`。
这意味着，`| 0x00` 操作对原始数的任何比特位都没有改变。它相当于一个 “无效操作”，结果将完全等于原始数。
再用上面的例子，`data` 的值为 `0x12345678`。
`0x12345678` 的二进制（简化表示）：`...01111000` (即 `0x78`)
`0x00` 的二进制：`...00000000`
`data | 0x00` 的计算：
`...01111000` (data 的低 8 位)
`| ...00000000` (0x00)
`...01111000` (结果，即 0x78)
所有原始数的比特位，在与 `0x00` 中对应的 `0` 进行 `|` 操作时，结果总是和原始比特位相同。
为什么结果不同
现在就很清楚了：
`& 0xff` 是一种 掩码（masking） 操作，它通过将不关心的位与 `0` 进行 AND 操作（强制变为 `0`）以及将关心的位与 `1` 进行 AND 操作（保留原值）来 提取或保留 原始数据的特定部分（在这里是低 8 位）。它会改变原始数中高位的部分（将其置为 `0`）。
`| 0x00` 是一种 无操作。因为 `0x00` 的每个比特位都是 `0`，与任何比特进行 OR 操作都不会改变该比特位的值。它不会修改原始数据的任何部分。
所以，当你对同一个原始数进行 `& 0xff` 和 `| 0x00` 操作时：
1. `& 0xff` 会产生一个 只保留了原始数低 8 位的值 的结果。
2. `| 0x00` 会产生一个 与原始数完全相同 的结果。
除非原始数的低 8 位恰好也全是 `0`（也就是原始数本身是一个 `0x00` 的值），否则这两个操作的结果必然不同。
举个更极端的例子：
假设原始数是 `0x000000FF` (二进制 `...11111111`)
`0x000000FF & 0xff` 结果是 `0x000000FF` (保留低 8 位的 `11111111`)
`0x000000FF | 0x00` 结果是 `0x000000FF` (什么都没改变)
在这种特定情况下，结果是相同的。
但如果原始数是 `0x00000080` (二进制 `...10000000`)
`0x00000080 & 0xff` 结果是 `0x00000080` (保留低 8 位的 `10000000`)
`0x00000080 | 0x00` 结果是 `0x00000080` (什么都没改变)
这两个例子说明，当原始数本身就只考虑低 8 位时，`& 0xff` 和 `| 0x00` 对其低 8 位的影响似乎是一样的，但是，`& 0xff` 的本质是 “截断高位”，而 `| 0x00` 的本质是 “什么都不做”。
如果原始数是 `0x12345678`，`0x12345678 & 0xff` 的结果是 `0x78`。
而 `0x12345678 | 0x00` 的结果是 `0x12345678`。
这两个结果显然是不同的。
总结来说，`& 0xff` 是一个有明确目的的操作（保留低 8 位，清零高位），而 `| 0x00` 则是一个没有任何实际效果的操作。正因为一个有“做什么”，另一个“什么都不做”，所以它们在绝大多数情况下得到的结果是不同的。
网友意见
(byte)-1 参与运算时会转换为int，其二进制形式为-1的补码，即32个1。由于32位中的高16位并不会影响结果，所以我们仅仅对低16位来分析。
(byte)-1 & 0xff => 1111111111111111 & 0000000011111111 => 0000000011111111 => 255
(byte)-1 | 0x00 => 1111111111111111 | 0000000000000000 => 1111111111111111 => -1
由于java默认整数类型为int，所以结果会出现超过byte范围的数。
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