移位运算符

移位运算符就是在二进制的基础上对数字进行平移。按照平移的方向和填充数字的规则分为三种：<<(左移)、>>(带符号右移)和>>>(无符号右移)。

简介:

 

程序设计中，位操作运算符的一种。在c++中，移位运算符有双目移位运算符：<<（左移）和>>（右移）。移位运算符组成的表达式也属于算术表达式，其值为算术值。左移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移位，移出位被丢弃，右边的空位一律补0。右移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移动，移出位被丢弃，左边移出的空位或者一律补0，或者补符号位，这由不同的机器而定。在使用补码作为机器数的机器中，正数的符号位为0，负数的符号位为1。

 

　　在移位运算时，byte、short和char类型移位后的结果会变成int类型，对于byte、short、char和int进行移位时，规定实际移动 的次数是移动次数和32的余数，也就是移位33次和移位1次得到的结果相同。移动long型的数值时，规定实际移动的次数是移动次数和64的余数，也就是 移动66次和移动2次得到的结果相同。 　

　三种移位运算符的移动规则和使用如下所示：

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。

移位运算符语法格式

                      ： 　

　需要移位的数字 << 移位的次数

　　例如：

3 << 2，则是将数字3左移2位 　

　计算过程：

　　3 << 2 　

　首先把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，然后把该数字高位(左侧)的两个零移出，其他的数字都朝左平移2位，最后在低位(右侧)的两个空位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100，则转换为十进制是12。

　　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。 　

移位运算符运算规则：

　　按二进制形式把所有的数字向右移动对应位移位数，低位移出(舍弃)，高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1。

　　语法格式： 　

　需要移位的数字 >> 移位的次数 　

　例如11 >> 2，则是将数字11右移2位

　　计算过程：

　　11的二进制形式为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011，然后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。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。转换为十进制是2。

移位运算符数学意义：

　　右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方。 　

　l >>> 　

　运算规则： 　

　按二进制形式把所有的数字向右移动对应巍峨位数，低位移出(舍弃)，高位的空位补零。对于正数来说和带符号右移相同，对于负数来说不同。 　

　其他结构和>>相似。

有的时候，你希望将一个数的二进制值向右或向左移位。执行左移时，在一个数的二进制形式中，所有位都向左移动由移位运算符右侧的操作数指定的位数。 移位后在右边留下的空位将由零来填充。右移位运算符的原理相似，只是朝相反的方向移位。然而，如果数是负数，那么在左侧填充的值就是1而不是0。两个移位 运算符是>>和<<，它们分别是右移位和左移位运算符。除此之外，还有复合移位和赋值运算符<<=和>& gt;=。

　　来看看下面的例子。假定现在有一个int值-7，它的二进制形式为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001。在代码清单3-36中，我们使-7右移2个位置。

代码清单3-36　使用右移位运算符

int x;x = (-7 >> 2); // 11111111111111111111111111111001 becomes// 11111111111111111111111111111110// Write out "x is -2."System.Console.WriteLine("x = {0}.", x);

输出3-17展示了代码清单3-36的结果。

输出3-17

x = -2.

　　向右移位时，最右边的比特值会在边界处“离开”，左边的负数位标识符向右移动两个位置，腾出来的空白位置用1来填充。最终结果是-2。

 

 

 

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0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，

　　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0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100，

　　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

　　// 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);

　　}

　　}

　　}

　　该程序的输出如下所示：

　　536870908

　　1073741816

　　2147483632

　　-32

　　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）（sign extension ），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：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011

　　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0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。

　　转换为十进制是2。

　　35 >> 2(35为int型)

　　35转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011

　　把低位的最后两个数字移出：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000

　　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

　　public class HexByte {

　　public static public void main(String args[]) {

　　char hex[] = {

　　'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',

　　'8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f''

　　};

　　byte b = (byte) 0xf1;

　　System.out.println("b = 0x" + hex[(b >> 4) & 0x0f] + hex[b & 0x0f]);

　　}

　　}

　　(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：1

　　所以，该程序的输出如下：

　　b = 0xf1

　　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