Java移位运算

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 <<

1)通用格式

 value << num,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: 

// 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)通用格式

value >> num 
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3。 
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 

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:0000 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

4、不同类型的移位操作

Java中的移位,如果是short,char,byte的话,都会转换成int的形式
再进行移位的。
试看:
1.)  byte a = 27;// 转换成int为 00000000000000000000000000011011
         byte b = -1;转换成int为  11111111111111111111111111111111
int g = a >> 1;// 有符号右移1位,左侧缺的位以符号位补齐,正数就是0,  "00000000000000000000000000001101" = 13
int f  = b>> 1; // 有符号右移1位,左侧缺的位以符号位补齐,负数就是1,   “11111111111111111111111111111111”=   -1
故此时打印出来,g=13,gf=-1。

g = a >>> 1;// 无符号右移1位,左侧缺的位以0补齐,  "00000000000000000000000000001101" = 13
f  = b>>> 1; // 无符号右移1位,左侧缺的位以0补齐,  “01111111111111111111111111111111”=   2147483647
故此时打印出来,g=13,gf=2147483647。
f  = b<< 1; // 无符号左移1位,右侧缺的位以0补齐,  “10000000000000000000000000000010“=   -2
故此时打印出来,f= -2

posted @ 2014-04-17 15:48  Qiengo  阅读(474)  评论(0编辑  收藏  举报