移位运算符

 

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： 

 

Java代码  

// 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);   

   }   

  }   

}  

 

// 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 

Java代码  

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]);   

}   

}   

 

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 

 

结论：左移N位结构等于乘以2^N,右移则反之