• 移位运算符(JAVA)



    java中有三种移位运算符

    <<      :     左移运算符,num << 1,相当于num乘以2

    >>     :     右移运算符,num >> 1,相当于num除以2

    >>>    :     无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐


    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332=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0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011,
    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0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100,
    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:

    // 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)(sign extension ),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:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011
    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0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。
    转换为十进制是3。

    35 >> 2(35为int型)
    35转换为二进制:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011 
    把低位的最后两个数字移出:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
    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
    public class HexByte {
    public static public void main(String args[]) {
    char hex[] = {
    '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',
    '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f''
    };
    byte b = (byte) 0xf1;
    System.out.println("b = 0x" hex[(b >> 4) & 0x0f] hex[b & 0x0f]);}}

    (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:0000 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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