java之位移运算

1. java移位运算小技巧

左移一位相当于乘以2的1次方，左移n位就相当于乘以2的n次方。
右移一位相当于除以2的1次方，右移n位就相当于除以2的n次方。
比如
10 << 1 = 20
10 << 3 = 80
6 >> 1 = 3
6 >> 2 = 1

想要深入理解移位运算，就一定要对计算机的原码、反码、补码非常熟练。
可以参考：点我

你要知道3个事：
（1）机器都是使用补码，运算也是使用补码运算。
（2）正数的原码补码反码都一样。
（2）补码与原码相互转换，其运算过程是相同。

2. 原码，反码，补码

java里byte是占1个字节的，1个字节等于8个位。8个位里的第1位是符号位，用来表示是正数还是负数。
所以byte能表示的最大机器数也就是[0111 1111]，也就是255。

byte a = 5 ;
[ +5 ] = 原码[ 0000 0101 ] = 反码[ 0000 0101 ] = 补码[ 0000 0101 ]
[ -5 ] = 原码[ 1000 0101 ] = 反码[ 1111 1010 ] = 补码[ 1111 1011 ]

3. 怎么进行移位运算

移位运算符分左移位（<<）、右移（>>）、无符号右移（<<<）
其中无符号右移这里就不讨论了，java里没用到。

（1）左移
运算方式：数值的补码全部往左移动X位，符号位和最高位都舍弃，最低位补0。
正数：
int a = 5 ;
int b = a << 2 ;
[ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 ] 5的补码
[ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 ] 对于正数而言，反码就是原码，即 20

负数：
int a = -5 ;
int b = a << 2 ;
[ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 ] -5的原码
[ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 ] -5的反码
[ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 ] -5的补码
[ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1100 ] a<<2左移2位
将补码转换成原码就可以得到数值，补码转原码和原码转补码一样，上面说过了。
[ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0011 ]
[ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 ] 得到a<<2的原码，即 -20
左移n位就相当于乘以2的n次方

（2）右移
运算方式：数值的补码向右移X位，符号位不变（左边补上符号位）
正数：
int a = 8 ;
int b = a >> 1;
[ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 ]　8的反码
[ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 ]　a>>１向右移1位
正数的反码就是原码，上面提过了两次，所以ａ＞＞１= 4

负数：
int a = -8 ;
int b = a >> 1 ;
[ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 ]　-8的原码
[ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 ]　-8的反码
[ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 ]　-8的补码
[ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 ] 　a>>1向右移1位
补码转原码
[ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 ]
[ 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 ] 　得到a>>1的原码，即 -4
右移n位相当于除以2的n次方

4. java里为什么要使用移位运算符

用移位操作可以极大地提高性能，因为在计算机底层对位的操作是最快的，没有之一！移位操作虽然快，但是可能会使代码不太好理解，因此最好加上相应的注释。