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java移位符淺析

blankyao / 3115人閱讀

摘要：左移運(yùn)算符首先我們將化為源碼因?yàn)槠涫穷愋停曰癁槎M(jìn)制有位正數(shù)的補(bǔ)碼和反碼等于源碼的本身。左移運(yùn)算符是將操作數(shù)的二進(jìn)制碼整理左移指定位數(shù)，左移后右面空出的位用來補(bǔ)充。補(bǔ)充如果操作類型低于類型，比如，等，先將其轉(zhuǎn)化為類型在進(jìn)行移位。

java移位符初步使用與簡單理解 概述

java移位符主要包括3種：

運(yùn)算符 名稱
>> 左移運(yùn)算符
<< 有符號(hào)右移運(yùn)算符
<<< 無符號(hào)右移運(yùn)算符

這里我們先附上代碼運(yùn)行實(shí)例，原理將在后面以解析下面代碼的方式進(jìn)行講解：

public class BitOperatorTest {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(1 << 4);
        System.out.println(-1 << 3);
        System.out.println(8 >> 3);
        System.out.println(-8 >> 3);
        System.out.println(-8 >>> 3);
    }
}

結(jié)果如下：

16
-8
1
-1
536870911

????首先我們需要清楚在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)值一般用補(bǔ)碼來表示，主要原因是因?yàn)槭褂醚a(bǔ)碼可以使符號(hào)位和其他位統(tǒng)一處理，我們需要將上面的數(shù)值都轉(zhuǎn)化為補(bǔ)碼。

左移運(yùn)算符 1 << 4

????首先我們將1化為源碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 （因?yàn)槠涫莍nt類型，所以化為二進(jìn)制有32位）
????正數(shù)的補(bǔ)碼和反碼等于源碼的本身。所以補(bǔ)碼也為上述二進(jìn)制代碼。
左移運(yùn)算符是將操作數(shù)的二進(jìn)制碼整理左移指定位數(shù)，左移后右面空出的位用0來補(bǔ)充。
左移4位 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1*2^0=1
?????0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 (紅色被移除截?cái)?，藍(lán)色是新補(bǔ)的0) 1*2^4=16

-1 << 3

????我們開始第二個(gè)輸出語句，這是一個(gè)負(fù)數(shù)。負(fù)數(shù)的反碼是他的源碼符號(hào)位不變，其余按位取反。補(bǔ)碼是他的反碼加一。
所以我們可以得到-1的源碼為1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 -1*2^0=-1
??????????反碼為1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
??????????補(bǔ)碼為1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
???對補(bǔ)碼進(jìn)行操作得111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 (紅色被移除截?cái)?，藍(lán)色是新補(bǔ)的0)
?將結(jié)果數(shù)轉(zhuǎn)化為源碼得1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 -1*2^3=-8

總結(jié)

?所以通過上面對左移運(yùn)算符的簡單使用不難發(fā)現(xiàn)，我們可以將其簡便理解為移動(dòng)幾位，就是為操作數(shù)乘以2的幾次方。

右移運(yùn)算符

?左移運(yùn)算符不牽扯符號(hào)位的增補(bǔ)符號(hào)位，所以沒有有無符號(hào)分類

有符號(hào)右移運(yùn)算符 8 >> 3

?根據(jù)上面流程，我這里直接就簡化為
???源碼為:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 1*2^3=8
???反碼為:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
???補(bǔ)碼為:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
?運(yùn)算后結(jié)果:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 000 1*2^0=1(紅色被移除截?cái)?，藍(lán)色是新補(bǔ)的符號(hào)位，并且以原來的符號(hào)位填補(bǔ))

-8 >> 3

?根據(jù)上面流程，我這里直接就簡化為
???源碼為:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 -1*2^3=8
???反碼為:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111
???補(bǔ)碼為:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000
?運(yùn)算后結(jié)果:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 000 (紅色被移除截?cái)啵{(lán)色是新補(bǔ)的符號(hào)位，并且以原來的符號(hào)位填補(bǔ))
轉(zhuǎn)換為源碼為:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 -1*2^0=-1

總結(jié)

?同左移運(yùn)算符一樣,總結(jié)規(guī)律后可得出，右移運(yùn)算符移動(dòng)幾位則是對操作數(shù)除以2的多少次方。

無符號(hào)右移運(yùn)算符 -8 >>> 3

?根據(jù)上面流程，我這里直接就簡化為
???源碼為:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 -1*2^3=8
???反碼為:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111
???補(bǔ)碼為:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000
?運(yùn)算后結(jié)果:0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 000 (紅色被移除截?cái)?，注意黃色部分，在無符號(hào)右移運(yùn)算位中統(tǒng)一補(bǔ)0)
?此時(shí)數(shù)值將會(huì)非常大，所以得到程序中的結(jié)果。

補(bǔ)充

?如果操作類型低于int類型，比如byte，char等，先將其轉(zhuǎn)化為int類型在進(jìn)行移位。
?對于int類型的移位，如果移動(dòng)位數(shù)超過32位，則讓位數(shù)對32取余，然后進(jìn)行運(yùn)行，即a>>33 == a>>1 a>>32 ==a
?同樣如果對于long類型的移位，移動(dòng)位數(shù)超過64，則也需要對移動(dòng)位數(shù)進(jìn)行處理。

代碼補(bǔ)充

對于補(bǔ)充內(nèi)容的代碼不進(jìn)行詳解，代碼及運(yùn)算結(jié)果如下，基本流程與上面類似，
代碼：

public class BitOperatorTest {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println((char)4 << 4);
        System.out.println(4 << 4);
        System.out.println(4 << 36);
        System.out.println((long)1214 >> 66);
        System.out.println((long)1214 >> 2);
    }
}

?運(yùn)行結(jié)果：

64
64
64
303
303

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