Java教程:3种位移运算符详解

开课吧开课吧锤锤2021-07-19 13:56

Java移位运算符不外乎就这三种:<<(左移)、>>(带符号右移)和>>>(无符号右移)。 

位移运算符详解 

1、左移运算符  

左移运算符<<使指定值的所有位都左移规定的次数。  

1)它的通用格式如下所示:  

value<<num  

num指定要移位值value移动的位数。  

左移的规则只记住一点:丢弃最高位,0补最低位  

如果移动的位数超过了该类型的最大位数,那么编译器会对移动的位数取模。如对int型移动33位,实际上只移动了33%32=1位。  

2)运算规则  

按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数,高位移出(舍弃),低位的空位补零。  

当左移的运算数是int类型时,每移动1位它的第31位就要被移出并且丢弃;  

当左移的运算数是long类型时,每移动1位它的第63位就要被移出并且丢弃。  

当左移的运算数是byte和short类型时,将自动把这些类型扩大为int型。  

3)数学意义  

在数字没有溢出的前提下,对于正数和负数,左移一位都相当于乘以2的1次方,左移n位就相当于乘以2的n次方  

4)计算过程:  

例如:3<<2(3为int型)  

1)把3转换为二进制数字00000000000000000000000000000011,  

2)把该数字高位(左侧)的两个零移出,其他的数字都朝左平移2位,  

3)在低位(右侧)的两个空位补零。则得到的最终结果是00000000000000000000000000001100,  

转换为十进制是12。  

移动的位数超过了该类型的最大位数,  

如果移进高阶位(31或63位),那么该值将变为负值。下面的程序说明了这一点:  

Java代码收藏代码  

// Left shifting as a quick way to multiply by 2.  

public class MultByTwo {  

public static void main(String args[]) {  

   int i;  

   int num = 0xFFFFFFE;   

   for(i=0; i<4; i++) {  

       num = num << 1;   

     System.out.println(num);  

   }  

  }  

}  

该程序的输出如下所示:

536870908

1073741816

2147483632

-32

  

注:n位二进制,最高位为符号位,因此表示的数值范围-2^(n-1)——2^(n-1)-1,所以模为2^(n-1)。  

2、右移运算符  

右移运算符<<使指定值的所有位都右移规定的次数。  

1)它的通用格式如下所示:  

value>>num  

num指定要移位值value移动的位数。  

右移的规则只记住一点:符号位不变,左边补上符号位  

2)运算规则:  

按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数,低位移出(舍弃),高位的空位补符号位,即正数补零,负数补1  

当右移的运算数是byte和short类型时,将自动把这些类型扩大为int型。  

例如,如果要移走的值为负数,每一次右移都在左边补1,如果要移走的值为正数,每一次右移都在左边补0,这叫做符号位扩展(保留符号位)(signextension),在进行右移  

操作时用来保持负数的符号。  

3)数学意义  

右移一位相当于除2,右移n位相当于除以2的n次方。  

4)计算过程  

11>>2(11为int型)  

1)11的二进制形式为:00000000000000000000000000001011  

2)把低位的最后两个数字移出,因为该数字是正数,所以在高位补零。  

3)最终结果是00000000000000000000000000000010。  

转换为十进制是2。  

35>>2(35为int型)  

35转换为二进制:00000000000000000000000000100011  

把低位的最后两个数字移出:00000000000000000000000000001000  

转换为十进制:8  

5)在右移时不保留符号的出来  

右移后的值与0x0f进行按位与运算,这样可以舍弃任何的符号位扩展,以便得到的值可以作为定义数组的下标,从而得到对应数组元素代表的十六进制字符。  

例如Java代码 

(b >> 4) & 0x0f的运算过程:

b的二进制形式为:1111 0001

4位数字被移出:1111 1111

按位与运算:0000 1111

转为10进制形式为:15

b & 0x0f的运算过程:

b的二进制形式为:1111 0001

0x0f的二进制形式为:0000 1111

按位与运算:0000 0001

转为10进制形式为:1

所以,该程序的输出如下:  

b = 0xf1

3、无符号右移  

无符号右移运算符>>>  

它的通用格式如下所示:  

value>>>num  

num指定要移位值value移动的位数。  

无符号右移的规则只记住一点:忽略了符号位扩展,0补最高位  

无符号右移运算符>>>只是对32位和64位的值有意义  

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