Java中的移位运算符

Java中的移位运算符

国庆给自己放了个小长期二十几天,回来继续更新专栏

上一篇文章我们说了Java里的二进制,知道了计算机是以0和1来处理数据的,在阅读源码的过程中,经常会看到这些符号<< ,>>,>>>,这些符号在Java中叫移位运算符,在写代码的过程中,虽然我们基本上不会去写这些符号,但需要明白这些符号的运算原理,比如HashMap中有以下代码:

static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4;//左移
static final int hash(Object key) {
     int h;
     return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);//无符号右移
}

上段代码中就包含左移运算符<<,无符号右移运算符>>>。这篇文章详细说一下这三个符号:

1、左移运算符:<<

先随便定义一个int类型的数int,十进制的value = 733183670,转换成二进制在计算机中的表示如下:

value << 1,左移1位

左移1位后换算成十进制的值为:1466367340,刚好是733183670的两倍, 有些人在乘2操作时喜欢用左移运算符来替代。

value << 8,左移8位看一下:

左移8位后变成了十进制的值为:-1283541504,移动8位后,由于首位变成了1,也就是说成了负数,在使用中要考虑变成负数的情况。

根据这个规则,左移32位后,右边补上32个0值是不是就变成了十进制的0了?答案是NO,当int类型进行左移操作时,左移位数大于等于32位操作时,会先求余(%)后再进行左移操作。也就是说左移32位相当于不进行移位操作,左移40位相当于左移8位(40%32=8)。当long类型进行左移操作时,long类型在二进制中的体现是64位的,因此求余操作的基数也变成了64,也就是说左移64位相当于没有移位,左移72位相当于左移8位(72%64=8),写一段代码来测试一下

int intValue = 733183670;//随意写一个数	
System.out.println("intValue:" + (intValue));//打印intValue
System.out.println("intValue左移1位:" + (intValue << 1));//左移1位
System.out.println("intValue左移8位:" + (intValue << 8));//左移8位
//当int类型左移位数大于等于32位操作时,会先求余后再进行移位操作
System.out.println("intValue左移32位:" + (intValue << 32));//求余为32%32=0,相当于左移0位(不移位)
System.out.println("intValue左移40位:" + (intValue << 40));//求余为40%32=8,相当于左移8位
System.out.println("intValue左移64位:" + (intValue << 64));//求余为64%32=0,相当于左移0位(不移位)
		
long longValue = 733183670L;
System.out.println("longValue:" + (longValue));//打印longValue
System.out.println("longValue左移1位:" + (longValue << 1));//左移1位
System.out.println("longValue左移8位:" + (longValue << 8));//左移8位
//当long类型左移位数大于等于64位操作时,会先求余后再进行移位操作
System.out.println("longValue左移64位:" + (longValue << 64));//求余为64%64=0,相当于左移0位(不移位)
System.out.println("longValue左移72位:" + (longValue << 72));//求余为72%64=8,相当于左移8位
System.out.println("longValue左移128位:" + (longValue << 128));//求余为128%64=0相当于左移0位不移位

看一下结果:

由于double,float在二进制中的表现比较特殊,因此不能来进行移位操作,报错,编译不过,如下图:

注意:其它几种整形byte,short移位前会先转换为int类型(32位)再进行移位,这里就不写代码测试了,大家有兴趣可自行测试。

综上所述:左移 << 其实很简单,也就是说丢弃左边指定位数,右边补0。

2、右移运算符:>>

还是这个数:733183670

value >> 1,右移1位

右移1位后换算成十进制的值为:366591835,刚好是733183670的1半, 有些人在除2操作时喜欢用右移运算符来替代

value >> 8,右移8位看一下

写一段代码测试一下

int intValue = 733183670;//随意写一个数
System.out.println("intValue:" + (intValue));//打印intValue
System.out.println("intValue右移1位:" + (intValue >> 1));//右移1位
System.out.println("intValue右移8位:" + (intValue >> 8));//右移8位
//当int类型右移位数大于等于32位操作时,会先求余后再进行移位操作
System.out.println("intValue右移32位:" + (intValue >> 32));//求余为32%32=0,相当于右移0位(不移位)
System.out.println("intValue右移40位:" + (intValue >> 40));//求余为40%32=8,相当于右移8位
System.out.println("intValue右移64位:" + (intValue >> 64));//求余为64%32=0,相当于右移0位(不移位)
		
long longValue = 733183670L;
System.out.println("longValue:" + (longValue));//打印longValue
System.out.println("longValue右移1位:" + (longValue >> 1));//右移1位
System.out.println("longValue右移8位:" + (longValue >> 8));//右移8位
//当long类型右移位数大于等于64位操作时,会先求余后再进行移位操作
System.out.println("longValue右移64位:" + (longValue >> 64));//求余为64%64=0,相当于右移0位(不移位)
System.out.println("longValue右移72位:" + (longValue >> 72));//求余为72%64=8,相当于右移8位
System.out.println("longValue右移128位:" + (longValue >> 128));//求余为128%64=0相当于右移0位不移位

结果:

和左移一样,int类型移位大于等于32位时,long类型大于等于64位时,会先做求余处理再位移处理,byte,short移位前会先转换为int类型(32位)再进行移位。以上是正数的位移,我们再来看看负数的右移运算,如图,负数intValue:-733183670的二进制表现如下图:

右移8位,intValue >> 8

综上所述:右移运算符>>的运算规则也很简单,丢弃右边指定位数,左边补上符号位。

3、无符号右移运算符:>>>

无符号右移运算符>>>和右移运算符>>是一样的,只不过右移时左边是补上符号位,而无符号右移运算符是补上0,也就是说,对于正数移位来说等同于:>>,负数通过此移位运算符能移位成正数。以-733183670>>>8为例来画一下图

无符号右移运算符>>的运算规则也很简单,丢弃右边指定位数,左边补上0。

注:本专栏示例代码已上传至公众号:saysayJava,需要可自行关注下载。

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编辑于 2017-10-25

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