移位运算符的使用(位移运算法则)

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）。

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);

}

}

} 123456789101112131415161718192021复制代码类型：[java]

该程序的输出如下所示：

536870908

1073741816

2147483632

-321234567复制代码类型：[java]

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：112345678910111213141516171819复制代码类型：[java]

所以，该程序的输出如下：

b = 0xf11复制代码类型：[java]

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