详解位移运算符

详解位移运算符

详细讲解位移运算符如何使用

位操作可分为左移操作符（<<）、“有符号”右移操作符（>>）、“无符号”右移操操作符（>>>）三种。

左移操作符 ( <<）：

value << num value指定移动的值 num指定移动的位数

运算规则：

按照操作符右侧指定的位数将左边的操作数向左边移动（高位移除，在低位补0）；

eg:

二进制 十进制

0000 1001 ----> 9

9<<1

0001 0010 -----> 18 ( 去掉最高位，在最低位补个0，数学意义上也就是 下面数学意义的第一点 )

当左移的操作数是int类型时，每移动一位它的第31位就要被移除（位数以第0位开始）；

当左移的操作数是long类型时，每移动一位 它的第63位就要被移除；

当左边的操作数为byte、short类型时，它们会被转换为int类型，其结果要是int类型。

在左移过程中正数可能移为负数，负数也可能移为正数。

数学意义：

在没有数字溢出的前提下，左移1位相当于乘以2的1次方，左移n位相当于乘以2的n次方。

例：这里以-101（int类型）为例，负数在计算机内是以补码形式存储的，因此移位操作时也是在补码的基础上移位

-101在计算机内的存储

源码10000000000000000000000001100101

反码11111111111111111111111110011010

补码11111111111111111111111110011011

由补码可知，当向左移动到25、26、29位时-101变为正数，以下用程序来说明：

图一

结果：

图二

“有符号”右移操作符（>>）:

value >> num value指定移动的值 num指定移动的位数

运算规则：

按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向右移动（采用符号扩展机制）；

符号扩展进行移位，即：若符号为正，则在高位插入0，若符号为负，则在高位插入1（符号位保持不变）；

当左边的操作数为byte、short类型时，它们会被转换为int类型，其结果要是int类型。

数学意义：

右移一位相当于除以2，右移n位相当于除以2的n次方。

例：-101（int类型32位）

-101右移2位内存分析

源码1000,00000000,00000000,00000110,0101取反----->

反码1111,11111111,11111111,11111001,1010加1 ----->

补码1111,11111111,11111111,11111001,1011>>2----->

移位后补码1111,11111111,11111111,11111110,0110减1----->

反码1111,11111111,11111111,11111110,0101取反----->

源码1000,00000000,00000000,00000001,1010十进制为：-26

值得注意的是：无论正负偶数右移一位直接是整除结果，但对于正值奇数结果是除以2后向下取整后的结果。

对于负值奇数结果是除以2后向上取整结果。如下表：

正数 负数

偶数（60）直接除以2（30） 直接除以2（-30）

奇数（61）除以2后向下取整（30）除以2后向上取整（-31）

“无符号”右移操作符（>>>）

value >>> num value指定移动的值 num指定移动的位数

运算规则：

按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向右移动（0扩展机制）；

移位过程中，无论数值是正数还是负数，都在最高位补0

只对32位和64位值有意义

在Thinking in java 中有这么一句话：

只有数值右端的低5位才有用，这样可以防止我们移位超过int型值所具有的位数。（因为2的5次方为32，而int类型只有32位）若对一个long类型的数值进行处理，最后得到的结果也是long类型，此时只会用到数值右端的低6位，以防止移位超过long型数值具有的位数

换言之，如果移动位数超过该类型的最大位数，那么编译器会对移动的位数取模。例如果对int类型移位33位，实际上只移动了33%32=1位。具体细节是（int a<

注意：移位运算符不存在“无符号”左移这一说。

位移运算符适用于很多场景，可以提高运行速率，相比于直接运算，位移运算符大大提高了速率。所以在日常敲代码的时候，可以适当用位移运算符