java移位运算符详解

java移位运算符不外乎就这三种：<<（左移）、>>（带符号右移）和>>>（无符号右移）。 
1、 左移运算符
左移运算符<<使指定值的所有位都左移规定的次数。
1）它的通用格式如下所示：
value << num
num 指定要移位值value 移动的位数。
左移的规则只记住一点：丢弃最高位，0补最低位
如果移动的位数超过了该类型的最大位数，那么编译器会对移动的位数取模。如对int型移动33位，实际上只移动了33%32=1位。

2）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。
当左移的运算数是int 类型时，每移动1位它的第31位就要被移出并且丢弃；
当左移的运算数是long 类型时，每移动1位它的第63位就要被移出并且丢弃。
当左移的运算数是byte 和short类型时，将自动把这些类型扩大为 int 型。

3）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

4）计算过程：
例如：3 <<2(3为int型)
1）把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，
2）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，
3）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，
转换为十进制是12。
移动的位数超过了该类型的最大位数，
如果移进高阶位（31或63位），那么该值将变为负值。下面的程序说明了这一点：

// Left shifting as a quick way to multiply by 2.
public class MultByTwo {
public static void main(String args[]) {
   int i;
   int num = 0xFFFFFFE; 
   for(i=0; i<4; i++) {
       num = num << 1; 
     System.out.println(num);
   }
  }
}

该程序的输出如下所示：

536870908
1073741816
2147483632
-32
注：n位二进制，最高位为符号位，因此表示的数值范围-2^(n-1) ——2^(n-1) -1,所以模为2^(n-1)。

2、 右移运算符
右移运算符<<使指定值的所有位都右移规定的次数。
1）它的通用格式如下所示：
value >> num
num 指定要移位值value 移动的位数。
右移的规则只记住一点：符号位不变，左边补上符号位

2）运算规则：
按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数，低位移出(舍弃)，高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1
当右移的运算数是byte 和short类型时，将自动把这些类型扩大为 int 型。
例如，如果要移走的值为负数，每一次右移都在左边补1，如果要移走的值为正数，每一次右移都在左边补0，这叫做符号位扩展（保留符号位）（sign extension ），在进行右移

操作时用来保持负数的符号。


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。

4）计算过程
11 >>2(11为int型)
1)11的二进制形式为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011
2)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。
3)最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。
转换为十进制是3。

35 >> 2(35为int型)
35转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011 
把低位的最后两个数字移出：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
转换为十进制： 8

5）在右移时不保留符号的出来
右移后的值与0x0f进行按位与运算，这样可以舍弃任何的符号位扩展，以便得到的值可以作为定义数组的下标，从而得到对应数组元素代表的十六进制字符。
例如

public class HexByte {
public static public void main(String args[]) {
char hex[] = {
'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', 
'8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'' 
};
byte b = (byte) 0xf1; 
System.out.println("b = 0x" + hex[(b >> 4) & 0x0f] + hex[b & 0x0f]);
}
} 

(b >> 4) & 0x0f的运算过程：
b的二进制形式为：1111 0001
4位数字被移出：0000 1111
按位与运算:0000 1111
转为10进制形式为：15

b & 0x0f的运算过程：
b的二进制形式为：1111 0001
0x0f的二进制形式为：0000 1111
按位与运算：0000 0001
转为10进制形式为：1

所以，该程序的输出如下：
b = 0xf1


3、无符号右移
无符号右移运算符>>>
它的通用格式如下所示：
value >>> num
num 指定要移位值value 移动的位数。
无符号右移的规则只记住一点：忽略了符号位扩展，0补最高位
无符号右移运算符>>> 只是对32位和64位的值有意义

评论

21 楼 foohsinglong 2010-11-19  

右移跟左移的区别很大,左移可以一直移,右移你要保证数值能整除.而且不等于0.

20 楼 tsxm 2010-11-11  

77tt77 写道

右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方？
11>>2
结果11/4是2？

2，结果是转换为int

19 楼 lfp001 2010-10-07  

<p><span style="font-size: large;">不错<img src="/images/smiles/icon_idea.gif" alt=""></span></p>
<p><span style="font-size: large;">把先左移再（循环）右移，或先（循环）右移再左移补上去就更完整啦。</span></p>

18 楼 foohsinglong 2010-09-24  

位运算的实例比较少,
   我贴一个
   a = a ^ b;
   b = b ^ a;
   a = a ^ b;
无需临时变量,替换两个变量的值.

17 楼 onlylau 2010-09-20  

真是温故而知新呀，通过LZ的文章又巩固了下知识~

16 楼 snake1987 2010-09-20  

挺好的帖子，怎么不可以投良好了呢？

15 楼 rrrrutdk 2010-09-20  

bbym010 写道

如果移动的位数超过了该类型的最大位数，那么编译器会对移动的位数取模。
针对这个问题，有个问题一直没明白，如果是long USER_TAG = 1 << 52;
为什么打印出来的值不是2的52次方，而是2的20次方，既然long型是64位的，不存在溢出这个说法啊，为什么会这样，谁知道原因吗

USER_TAG是long型的，但在你这里 1 却是int型的。

所以正确的写法是

long USER_TAG = 1L << 52;

14 楼 yangtao309 2010-09-20  

yuzhongqing 写道

这东西平时用的很少。

应用的地方还是很多的
效益方面也确实高了很多


一组字符 1,0,3,1,3,31,31,3,1,0,0,0,3,3
一组校准字符 1,0,0,1,1,3,0,1,0,1,0,3,1,3
要如何高效的确定有几个是相同的呢
(以上是胜负彩投注和开奖的一个应用场景)

13 楼 wangdgsc 2010-09-20  

10<<num 相当于num个2相乘然后再乘以10
如: 10<<3 == (2*2*2)*10
10>>num 相当于10除以num个2相乘,如果第一个数是负数，则在结果前加负号
如: 10>>2==10/(2*2)==2

12 楼 bbym010 2010-09-20  

如果移动的位数超过了该类型的最大位数，那么编译器会对移动的位数取模。
针对这个问题，有个问题一直没明白，如果是long USER_TAG = 1 << 52;
为什么打印出来的值不是2的52次方，而是2的20次方，既然long型是64位的，不存在溢出这个说法啊，为什么会这样，谁知道原因吗

11 楼 HelloJimmy 2010-09-20  

左移不用记那么多的规则，可简单理解为：循环左移

10 楼 moses3017 2010-09-19  

无论正数、负数，在计算机中均用补码表示
左移丢弃最高位，低位补零
右移丢弃最低位，高位补符号位

9 楼 ypyf3000 2010-09-19  

77tt77 写道

右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方？
11>>2
结果11/4是2？

他应该强调一下，这些运算的结果都是针对整数的、

8 楼 beifengbei08 2010-09-19  

77tt77 写道

右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方？
11>>2
结果11/4是2？

必须等于2啊……楼主不错，讲得非常好，以前这个老不太懂……

7 楼 wuyufeixue 2010-09-19  

在算法中使用移位操作符的地方好像很多。

6 楼 77tt77 2010-09-19  

右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方？
11>>2
结果11/4是2？

5 楼 i2534 2010-09-19  

说真的,位移运算真把我难倒了,死活搞不明白,不知道为什么...

4 楼 1927105 2010-09-19  

恩，是的，，，

3 楼 huanglei7211 2010-09-19  

以前还没注意这东西

2 楼 mfcai 2010-09-18  

1)第一个程序的最后一个结果为什么是-32？
将数字转成16进制打印出来，就明白了：数字产生了溢出
System.out.println(Integer.toHexString(num));
2）11 >>2(11为int型) 的结果是3吗？
谢谢指正。最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。
转成10进制是2。