Day9-29.Shift operators

移位操作符

移位操作符操作的运算对象也是二进制的“位”。

移位操作符只可用来处理整数类型（基本类型的一种）。

左移位操作符(<<)能按照操作符右侧制定的位数将操作符左边的操作数向左移动（在低位补0）。

“有符号”右移位操作符(>>)则按照操作符右侧制定的位数将操作符左边的操作数向右移动。

“有符号”右移位操作符使用“符号扩展”：若符号为正，则在高位插入0；若符号位负，则在高位插入1.

Java中增加了一种“无符号”右移位操作符（>>>），它使用“零扩展”：无论正负，都在高位插入0.

这一操作符是C或C++中所没有的。

如果对char、byte或者short类型的数值进行移位处理，name在移位进行之前，它们会被转换成int类型，

并且得到的结果也是一个int类型的值。只有数值有段的低5位才有用。

这样可防止我们移位超过int型值所具有的位数。（因为2的5次方位32，而int型值只有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。

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。

“移位”可与“等号”（<<=或>>=或>>>=）组合使用。

此时，操作符左边的值会移动由右边的值指定的位数，再将得到的结果赋给左边的变量。

但在进行“无符号”右移位结合赋值操作时，可能会遇到一个问题：如果对byte或short值进行这样的移位运算，

得到的可能不是正确的结果。

它们会先被转换成int类型，再进行右移操作，然后被截断，赋值给原来的类型。在这种情况下可能得到-1的结果。

下面这个例子演示了这种情况：

//: operators/URShift.java// Test of unsigned right shift.import static net.mindview.util.Print.*;public class URShift {  public static void main(String[] args) {    int i = -1;    print(Integer.toBinaryString(i));    i >>>= 10;    print(Integer.toBinaryString(i));    long l = -1;    print(Long.toBinaryString(l));    l >>>= 10;    print(Long.toBinaryString(l));    short s = -1;    print(Integer.toBinaryString(s));    s >>>= 10;    print(Integer.toBinaryString(s));    byte b = -1;    print(Integer.toBinaryString(b));    b >>>= 10;    print(Integer.toBinaryString(b));    b = -1;    print(Integer.toBinaryString(b));    print(Integer.toBinaryString(b>>>10));  }} /* Output:111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111*///:~

在最后一个移位运算中，结果没有赋给b，而是直接打印出来，所以其结果是正确的。

下面这个例子向大家阐释了如何应用涉及“按位”操作的所有操作符：

//: operators/BitManipulation.java// Using the bitwise operators.import java.util.*;import static net.mindview.util.Print.*;public class BitManipulation {  public static void main(String[] args) {    Random rand = new Random(47);    int i = rand.nextInt();    int j = rand.nextInt();    printBinaryInt("-1", -1);    printBinaryInt("+1", +1);    int maxpos = 2147483647;    printBinaryInt("maxpos", maxpos);    int maxneg = -2147483648;    printBinaryInt("maxneg", maxneg);    printBinaryInt("i", i);    printBinaryInt("~i", ~i);    printBinaryInt("-i", -i);    printBinaryInt("j", j);    printBinaryInt("i & j", i & j);    printBinaryInt("i | j", i | j);    printBinaryInt("i ^ j", i ^ j);    printBinaryInt("i << 5", i << 5);    printBinaryInt("i >> 5", i >> 5);    printBinaryInt("(~i) >> 5", (~i) >> 5);    printBinaryInt("i >>> 5", i >>> 5);    printBinaryInt("(~i) >>> 5", (~i) >>> 5);    long l = rand.nextLong();    long m = rand.nextLong();    printBinaryLong("-1L", -1L);    printBinaryLong("+1L", +1L);    long ll = 9223372036854775807L;    printBinaryLong("maxpos", ll);    long lln = -9223372036854775808L;    printBinaryLong("maxneg", lln);    printBinaryLong("l", l);    printBinaryLong("~l", ~l);    printBinaryLong("-l", -l);    printBinaryLong("m", m);    printBinaryLong("l & m", l & m);    printBinaryLong("l | m", l | m);    printBinaryLong("l ^ m", l ^ m);    printBinaryLong("l << 5", l << 5);    printBinaryLong("l >> 5", l >> 5);    printBinaryLong("(~l) >> 5", (~l) >> 5);    printBinaryLong("l >>> 5", l >>> 5);    printBinaryLong("(~l) >>> 5", (~l) >>> 5);  }  static void printBinaryInt(String s, int i) {    print(s + ", int: " + i + ", binary:\n   " +      Integer.toBinaryString(i));  }  static void printBinaryLong(String s, long l) {    print(s + ", long: " + l + ", binary:\n    " +      Long.toBinaryString(l));  }} /* Output:-1, int: -1, binary:   11111111111111111111111111111111+1, int: 1, binary:   1maxpos, int: 2147483647, binary:   111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111maxneg, int: -2147483648, binary:   1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000i, int: -1172028779, binary:   1011 1010 0010 0100 0100 0010 1001 0101~i, int: 1172028778, binary:   100 0101 1101 1011 1011 1101 0110 1010-i, int: 1172028779, binary:   100 0101 1101 1011 1011 1101 0110 1011j, int: 1717241110, binary:   110 0110 0101 1011 0000 0101 0001 0110i & j, int: 570425364, binary:   10 0010 0000 0000 0000 0000 0001 0100i | j, int: -25213033, binary:   1111 1110 0111 1111 0100 0111 1001 0111i ^ j, int: -595638397, binary:   1101 1100 0111 1111 0100 0111 1000 0011i << 5, int: 1149784736, binary:   100 0100 1000 1000 0101 0010 1010 0000i >> 5, int: -36625900, binary:   1111 1101 1101 0001 0010 0010 0001 0100(~i) >> 5, int: 36625899, binary:   10 0010 1110 1101 1101 1110 1011i >>> 5, int: 97591828, binary:   1011 101 0001 0010 0010 0001 0100(~i) >>> 5, int: 36625899, binary:   10 0010 1110 1101 1101 1110 1011...*///:~

程序末尾调用了两个方法：printBinaryInt()和printBinaryLong().

它们分别接受int或long型的参数，并用二进制格式输出，同时附有简要的说明文字。

上面的例子还展示了对int和long的所有按位操作符的作用，还展示了int和long的最大值、最小值、+1和-1值，

以及它们的二进制形式，以使大家了解它们在机器中的具体形式。

注意最高位表示符号：0为正，1为负。

关于int部分的输出正如上面所示。

数字的二进制表示形式成为“有符号的二进制补码”。