Java　移位操作

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）

>>>（无符号右移）。

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。

386 以后的硬件把移位对字长进行取模，右移32位就是右移了0位（CPU 把右移的位数 32 对于字长 32
进行取模运算，得到 0），因此 9 右移 32 位仍然是 9。你可以换一下for循环的条件，比如换成i<=64，你会发现结果是一样的。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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。

　　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。

　　>>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。

　　>>>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。

===================================================================================

转载：
http://blog.csdn.net/wangming7306/archive/2007/05/22/1621609.aspx
Java

的移位

操作(收集+纠正+排版)

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!!!

==================================================================

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。

=======================================================================================