Java的移位操作(收集+糾正+排版)

java的移位操作(收集+糾正+排版)

此收集來源于網絡收集，是我整理、糾正以及排版，來為大家提供全面一點的知識講解，可能有些地方排的不好，望諒解。

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java中位運算符包括:

&

|

~

^

<<

>>

>>>

一、

首先要搞清楚參與運算的數的位數：

(

聯想：java的8種基本類型：byte,short, char, int, long,float,double,boolean. 

   在記憶體中固定長度(位元組)：1      2       2       4     8     4       8      true/false

   這些固定類型的長度與具體的軟硬體環境無關。這一點與c++不同,java中的char類型用unicode碼儲存

與此對應的，java提供了8種包裝類型：

byte,short,character,integer,long,float,double,boolean.

它們之間的互相轉換：例如：

double a=1;

//把double基本類型轉換為double包裝類型

double b=new double(a);

//把double包裝類型轉換為double基本類型

a=b.doublevalue();

)

是以int的是32位。long的是64位。

如int i = 1;

i的二進制原碼表示為：

00000000000000000000000000000001

long l = 1;

l的二進制原碼表示為：

二、

原碼——符号位為0表示正數，為1表示負數；

 其餘各位等同于真值的絕對值。

 如：0000000000000010b=2，1000000000000010b=-2

反碼——符号位的用法及正數的表示與“原碼”一樣；

 負數的表示是在“原碼”表示的基礎上通過将符号位以外

 的各位取反來獲得的。

 如：0000000000000010b=2，1111111111111101b=-2

補碼——符号位的用法及正數的表示與“原碼”一樣；

 負數的表示是在“反碼”的基礎上通過加1來獲得的。

 如：00000010b=2，11111110b=-2

如int i = -1;

10000000000000000000000000000001,最高位是符号位。正數為0，負數為1。

符号位不變，其他位逐位取反後：

11111111111111111111111111111110,即反碼。

反碼加1：

11111111111111111111111111111111,即補碼。

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   注意：負數都是用補碼參與運算的。得到的也是補碼，需要減1取反獲得原碼。          

           千萬要了解這句話!!!                                                                                                     

三、

常用的位運算符0在位運算中是比較特殊的。

　

& 與。    全1為1， 有0為0。　　任何數與0與都等于0。　　

| 或。      有1為1， 全0為0。　　任何數與0或都等于原值。

~ 非。     逐位取反

^ 異或。  相同為0，相異為1。      任何數與0異或都等于原值。

對于int類型資料來說：

1.<<

邏輯左移,右邊補0,符号位就是被移動到的位.

正數:

x<<1一般相當于2x,但是可能溢出.

若x在這個範圍中: 2的30次方~(2的31次方-1) 二進制表示 0100...0000到0111...1111,<<後最高為變為1了,變成負數了.

負數:

x<<1一般也相當于2x,也有可能溢出.

若x在這個範圍中: -2的31次方~-(2的30次方+1)二進制表示1000...0000到1011...1111,<<後最高為變成0了,變成正數了.

2.>>

算術右移,和上面的不對應,為正數時左邊補0,為負數時左邊補1.

x>>1,相當于x/2,餘數被舍棄,因為這個是縮小,是以不會溢出.

不過有一點要注意: -1右移多少位都是-1.(這個道理很簡單嘛，呵呵)

另外舍棄的餘數是正的:

 3>>1=1  舍棄的餘數是1.

-3>>1=-2 舍棄的餘數也是1,而不是-1.

對于正數 x>>1和x/2相等

對于負數 x>>1和x/2不一定相等.

3.>>>

邏輯右移,這個才是和<<對應的

這個把符号位一起移動,左邊補0

對于正數,>>>和>>是一樣的

對于負數,右移之後就變成正數了.

可以使用integer.tobinarystring(int i)來看01比特,更加直覺.

四、

負數參與的運算，得到的是補碼，負數得到原碼的方法：

　　方法一：将補碼先減1，再逐位取反，得到原碼。即為運算結果。

　　方法二：将補碼先逐位取反，再加1，得到原碼。即為運算結果。

0例外，如果得到的是0，則不需這兩種方法，即得到的原碼位0。

另外，兩個正數運算後得到的就是原碼,不需要再用求原碼方法。

舉例：

-1＾1,

-1

10000000000000000000000000000001--原碼

11111111111111111111111111111110--反碼

11111111111111111111111111111111--補碼

00000000000000000000000000000001--原碼

則-1^1等于

11111111111111111111111111111111^

00000000000000000000000000000001=

11111111111111111111111111111110--補碼

11111111111111111111111111111101--反碼

10000000000000000000000000000010--原碼==-2

即-1^1=-2

-2^1

-2

10000000000000000000000000000010--原碼

則-2^-1等于

11111111111111111111111111111110^

10000000000000000000000000000001--原碼==-1

下面的是cooltigerzsh(阿波羅) 于 2005-2-4 15:16:07對(<<、>>、 >>>)的一翻講解：

移位運算符面向的運算對象也是二進制的“位”。可單獨用它們處理整數類型（主類型的一種）。

左移位運算符（<<）能将運算符左邊的運算對象向左移動運算符右側指定的位數（在低位補0）。

“有符号”右移位運算符（>>）則将運算符左邊的運算對象向右移動運算符右側指定的位數。

“有符号”右移位運算符使用了“符号擴充”：若值為正，則在高位插入0；若值為負，則在高位插入1。

java也添加了一種“無符号”右移位運算符（>>>），它使用了“零擴充”：無論正負，都在高位插入0。

這一運算符是c或c 沒有的。若對char，byte或者short進行移位處理，那麼在移位進行之前，它們會自動轉換成一個int。

隻有右側的5個低位才會用到。這樣可防止我們在一個int數裡移動不切實際的位數。

若對一個long值進行處理，最後得到的結果也是long。此時隻會用到右側的6個低位，防止移動超過long值裡現成的位數。

但在進行“無符号”右移位時，也可能遇到一個問題。若對byte或short值進行右移位運算，

得到的可能不是正确的結果（java 1.0和java 1.1特别突出）。它們會自動轉換成int類型，并進行右移位。

但“零擴充”不會發生，是以在那些情況下會得到-1的結果。

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);

}

輸出結果：

4194303

18014398509481983

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還有一點不得不提，也是非常隐含的一點，那就是我在einstein的blog上找到的，他說是scjp上的題，

摘錄他的文章如下：

scjp裡的題還真是"噶"呀,很多都是讓人想不到的問題,有點意思.哈哈,今天最後一個,之後趴趴,太晚了,

明天還是去沈陽賣數位相機呢(興奮ing...)

下面代碼:

class test002

{

 public static void main(string[] agrs)

 {

  int i=-1;

  int j=i>>>32;

  system.out.println(j);

 }

按照我的了解應該輸出:0,因為java的int類型是占4位元組的,也就是說占32位,當右移了32位的時候所有的位應該都變成0,但輸出結果确是:-1,

想了很久沒想明白就上網發了個文章問了一下,非常感謝coffer283和danieljill()兩位朋友.

原來在java進行移位運算中因為int是占32位,進行移位的數是32的模,是以當i>>>32的時候就等于i>>>0,相當于沒有進行移位.

我又試了試long類型的移位,long占8位元組也就是64位,是以移位的數是64的模.

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上面是他的問題，給了我不少的啟發，對java的移位運算有了跟深一層的了解。

同時我也對byte,short類型的移位周期做了實驗，也是32，跟int類型的相同，進而也驗證了byte、short進行右移位運算，會自動轉換成int類型，我并驗證了<<、>>、>>>這3個移位運算符都遵循移位周期。

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呵呵，我現在終于整理完了，對java移位運算有了個全面認識。我感覺沒有白花這幾個小時整理，hoho~~