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）和>>>（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。
　　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。
　　小结
　　二进制运算符，包括位运算符和移位运算符，使程序员可以在二进制基础上操作数字，可以更有效的进行运算，并且可以以二进制的形式存储和转换数据，是实现网络协议解析以及加密等算法的基础。
　　实例操作：
　　public class URShift {
　　public static void main(String[] args) {
　　int i = -1;
　　i >>>= 10;
　　//System.out.println(i);
　　mTest();
　　}
　　public static void mTest(){
　　//左移
　　int i = 12; //二进制为:0000000000000000000000000001100
　　i <<= 2; //i左移2位，把高位的两位数字(左侧开始)抛弃,低位的空位补0,二进制码就为0000000000000000000000000110000
　　System.out.println(i); //二进制110000值为48；
　　System.out.println("<br>");
　　//右移
　　i >>=2; //i右移2为，把低位的两个数字(右侧开始)抛弃,高位整数补0，负数补1，二进制码就为0000000000000000000000000001100
　　System.out.println(i); //二进制码为1100值为12
　　System.out.println("<br>");
　　//右移example
　　int j = 11;//二进制码为00000000000000000000000000001011
　　j >>= 2; //右移两位，抛弃最后两位,整数补0,二进制码为：00000000000000000000000000000010
　　System.out.println(j); //二进制码为10值为2
　　System.out.println("<br>");
　　byte k = -2; //转为int,二进制码为：0000000000000000000000000000010
　　k >>= 2; //右移2位，抛弃最后2位，负数补1,二进制吗为：11000000000000000000000000000
　　System.out.println(j); //二进制吗为11值为2
　　}
　　}
　　在Thinking in Java第三章中的一段话:
　　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。   

                int a=-1;
		int b=a<<1;
		System.out.println(b);
//结果：补码存储，-1是0xffff,左移一位变成0xfffe。而0xfffe是-2
-2


                int a=-1;
		int b=a<<32;
		System.out.println(b);
//结果：左操作数为int型，一次的移动位数为和32取余数。所以最多移动31位，移
//动32位就是自己本身。多余long型是和64取余。
-1

 

//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。

                byte a=-1;
		int b=a<<1;
		System.out.println(b);
//结果：
-2

//若为short是一样的，但是要是为char就不对了：
                char a=(char) -1;      //必须强转，否则报错
		int b=a<<1;
		System.out.println(b);
//结果：为什么？:原因是char是无符号型的，-1转化为char变成0xffff(可以看下个程序，可知-1转为char的int型数值表示是65535)，char在左移动一位之前先转成int型的，所以以上程序相当于是65535<<1。所以结果为131070（65535是0x00ff,左移一位后变成0x0001 fffe(就是65535+65536=131070)）
131070

 

                char a=(char) -1;
		int b=a;
		System.out.println("a is: "+a);
		System.out.println("b is: "+b);
//结果；
a is: ?
b is: 65535

 

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   在Think in Java中有这么一段话“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个低位才会有用。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。”

 

 

     对上面那段话的理解是：移位操作符操作的运算对象是二进制的“位”，int类型是32位也就是2的5次幂 ！如果移32位以上，那么原来的数的信息会全部丢失，这样也就没有什么意义了！所以上面的“只有右侧的5个低位才会有用”说的是：移位操作符右端的那个数（化成二进制）的低5位才有用，即 
X < <y; 
    是指y的低5位才有用，即不能大于32。 而对于long型也是同样的道理！

这里就涉及到移位运算的另外一些规则：

1. byte、short、char在做移位运算之前，会被自动转换为int类型，然后再进行运算。
2. byte、short、int、char类型的数据经过移位运算后结果都为int型。
3. long经过移位运算后结果为long型。