Java的移位操作(收集+纠正)

来源：互联网发布：淘宝sns 编辑：程序博客网时间：2024/05/18 17:43

转http://blog.csdn.net/wangming7306/article/details/1621609

Java的移位操作(收集+纠正)

此收集来源于网络收集，是我整理、纠正以及排版，来为大家提供全面一点的知识讲解，可能有些地方排的不好，望谅解。
======================================================================================
JAVA中位运算符包括:
&
|
~
^
<<
>>
>>>

一、
首先要搞清楚参与运算的数的位数：
(
联想：java的8种基本类型：byte,short, char, int, long,float,double,boolean.
在内存中固定长度(字节)：1 2 2 4 8 4 8 true/false
这些固定类型的长度与具体的软硬件环境无关。这一点与C++不同,Java中的char类型用Unicode码储存

与此对应的，java提供了8种包装类型：
Byte,Short,Character,Integer,Long,Float,Double,Boolean.
它们之间的相互转换：例如：
double a=1;
//把double基本类型转换为Double包装类型
Double b=new Double(a);
//把Double包装类型转换为double基本类型
a=b.doubleValue();
)

所以int的是32位。long的是64位。

如int i = 1;
i的二进制原码表示为：
00000000000000000000000000000001

long l = 1;
l的二进制原码表示为：
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

二、
原码——符号位为0表示正数，为1表示负数；
其余各位等同于真值的绝对值。
如：0000000000000010B=2，1000000000000010B=-2
反码——符号位的用法及正数的表示与“原码”一样；
负数的表示是在“原码”表示的基础上通过将符号位以外
的各位取反来获得的。
如：0000000000000010B=2，1111111111111101B=-2
补码——符号位的用法及正数的表示与“原码”一样；
负数的表示是在“反码”的基础上通过加1来获得的。
如：00000010B=2，11111110B=-2

如int i = -1;
10000000000000000000000000000001,最高位是符号位。正数为0，负数为1。
符号位不变，其他位逐位取反后：
11111111111111111111111111111110,即反码。
反码加1：
11111111111111111111111111111111,即补码。
==================================================================
注意：负数都是用补码参与运算的。得到的也是补码，需要减1取反获得原码。
千万要理解这句话!!!
==================================================================

System.out.println(Integer.toBinaryString(-3>>1));
       System.out.println(Integer.toBinaryString(-3));
       System.out.println(Integer.toBinaryString(-2));
       System.out.println(Integer.toBinaryString(-1));

对于补码分别为                                                          反码                                                                                   原码

11111111 11111111 11111111 11111110             11111111 11111111 11111111 11111101                    10000000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 11111101             11111111 11111111 11111111 11111100                    10000000 00000000 00000011
11111111 11111111 11111111 11111110              11111111 11111111 11111111 11111101                   10000000 00000000 00000010
11111111 11111111 11111111 11111111               11111111 11111111 11111111 11111110                   10000000 00000000 00000001

三、
常用的位运算符0在位运算中是比较特殊的。
　
& 与。    全1为1，有0为0。　　任何数与0与都等于0。　　
| 或。      有1为1，全0为0。　　任何数与0或都等于原值。
~ 非。     逐位取反
^ 异或。相同为0，相异为1。      任何数与0异或都等于原值。

对于int类型数据来说：
1.<<
逻辑左移,右边补0,符号位就是被移动到的位.
正数:
x<<1一般相当于2x,但是可能溢出.
若x在这个范围中: 2的30次方~(2的31次方-1) 二进制表示 0100...0000到0111...1111,<<后最高为变为1了,变成负数了.
负数:
x<<1一般也相当于2x,也有可能溢出.
若x在这个范围中: -2的31次方~-(2的30次方+1)二进制表示1000...0000到1011...1111,<<后最高为变成0了,变成正数了.

2.>>
算术右移,和上面的不对应,为正数时左边补0,为负数时左边补1.
x>>1,相当于x/2,余数被舍弃,因为这个是缩小,所以不会溢出.
不过有一点要注意: -1右移多少位都是-1.(这个道理很简单嘛，呵呵)
另外舍弃的余数是正的:
3>>1=1 舍弃的余数是1.
-3>>1=-2 舍弃的余数也是1,而不是-1.
对于正数 x>>1和x/2相等
对于负数 x>>1和x/2不一定相等.

3.>>>
逻辑右移,这个才是和<<对应的
这个把符号位一起移动,左边补0
对于正数,>>>和>>是一样的
对于负数,右移之后就变成正数了.

可以使用Integer.toBinaryString(int i)来看01比特,更加直观.

四、
负数参与的运算，得到的是补码，负数得到原码的方法：
　　方法一：将补码先减1，再逐位取反，得到原码。即为运算结果。
　　方法二：将补码先逐位取反，再加1，得到原码。即为运算结果。
0例外，如果得到的是0，则不需这两种方法，即得到的原码位0。
另外，两个正数运算后得到的就是原码,不需要再用求原码方法。

举例：
-1＾1,
-1
10000000000000000000000000000001--原码
11111111111111111111111111111110--反码
11111111111111111111111111111111--补码
1
00000000000000000000000000000001--原码

则-1^1等于
11111111111111111111111111111111^
00000000000000000000000000000001=
11111111111111111111111111111110--补码
11111111111111111111111111111101--反码
10000000000000000000000000000010--原码==-2
即-1^1=-2

举例：
-2^1
-2
10000000000000000000000000000010--原码
11111111111111111111111111111101--反码
11111111111111111111111111111110--补码
1
00000000000000000000000000000001--原码
则-2^-1等于
11111111111111111111111111111110^
00000000000000000000000000000001=
11111111111111111111111111111111--补码
11111111111111111111111111111110--反码
10000000000000000000000000000001--原码==-1

下面的是cooltigerzsh(阿波罗) 于 2005-2-4 15:16:07对(<<、>>、 >>>)的一翻讲解：

移位运算符面向的运算对象也是二进制的“位”。可单独用它们处理整数类型（主类型的一种）。
左移位运算符（<<）能将运算符左边的运算对象向左移动运算符右侧指定的位数（在低位补0）。
“有符号”右移位运算符（>>）则将运算符左边的运算对象向右移动运算符右侧指定的位数。
“有符号”右移位运算符使用了“符号扩展”：若值为正，则在高位插入0；若值为负，则在高位插入1。
Java也添加了一种“无符号”右移位运算符（>>>），它使用了“零扩展”：无论正负，都在高位插入0。
这一运算符是C或C 没有的。若对char，byte或者short进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换成一个int。
只有右侧的5个低位才会用到。这样可防止我们在一个int数里移动不切实际的位数。
若对一个long值进行处理，最后得到的结果也是long。此时只会用到右侧的6个低位，防止移动超过long值里现成的位数。
但在进行“无符号”右移位时，也可能遇到一个问题。若对byte或short值进行右移位运算，
得到的可能不是正确的结果（Java 1.0和Java 1.1特别突出）。它们会自动转换成int类型，并进行右移位。
但“零扩展”不会发生，所以在那些情况下会得到-1的结果。

如：
public class URShift {
public static void main(String[] args) {
int i = -1;
i >>>= 10;
System.out.println(i);
long l = -1;
l >>>= 10;
System.out.println(l);
short s = -1;
s >>>= 10;
System.out.println(s);
byte b = -1;
b >>>= 10;
System.out.println(b);
}
}
输出结果：
4194303
18014398509481983
-1
-1

===============================================================================
还有一点不得不提，也是非常隐含的一点，那就是我在Einstein的BLOG上找到的，他说是SCJP上的题，
摘录他的文章如下：

SCJP里的题还真是"噶"呀,很多都是让人想不到的问题,有点意思.哈哈,今天最后一个,之后趴趴,太晚了,
明天还是去沈阳卖数码相机呢(兴奋ing...)

下面代码:
class test002
{
public static void main(String[] agrs)
{
int i=-1;
int j=i>>>32;
System.out.println(j);
}
}
按照我的理解应该输出:0,因为JAVA的INT类型是占4字节的,也就是说占32位,当右移了32位的时候所有的位应该都变成0,但输出结果确是:-1,
想了很久没想明白就上网发了个帖子问了一下,非常感谢coffer283和danieljill()两位朋友.
原来在JAVA进行移位运算中因为int是占32位,进行移位的数是32的模,所以当i>>>32的时候就等于i>>>0,相当于没有进行移位.
我又试了试long类型的移位,long占8字节也就是64位,所以移位的数是64的模.
---------------------------------------------------------------------------------------------------

上面是他的问题，给了我不少的启发，对Java的移位运算有了跟深一层的理解。
同时我也对byte,short类型的移位周期做了实验，也是32，跟int类型的相同，从而也验证了byte、short进行右移位运算，会自动转换成int类型，我并验证了<<、>>、>>>这3个移位运算符都遵循移位周期。
=======================================================================================