移位運算符的使用:位移運算法則

Java移位運算符不外乎就這三種:<<(左移)、>>(帶符號右移)和>>>(無符號右移)。

Java教程:3種位移運算符詳解

1、左移運算符

左移運算符<<使指定值的所有位都左移規定的次數。

1)它的通用格式如下所示:

value<<num

num指定要移位值value移動的位數。

左移的規則只記住一點:丟棄最高位,0補最低位

如果移動的位數超過了該類型的最大位數,那麼編譯器會對移動的位數取模。如對int型移動33位,實際上只移動了33%32=1位。

2)運算規則

按二進制形式把所有的數字向左移動對應的位數,高位移出(捨棄),低位的空位補零。

當左移的運算數是int類型時,每移動1位它的第31位就要被移出並且丟棄;

當左移的運算數是long類型時,每移動1位它的第63位就要被移出並且丟棄。

當左移的運算數是byte和short類型時,將自動把這些類型擴大為int型。

3)數學意義

在數字沒有溢出的前提下,對於正數和負數,左移一位都相當於乘以2的1次方,左移n位就相當於乘以2的n次方

4)計算過程:

例如:3<<2(3為int型)

1)把3轉換為二進制數字
00000000000000000000000000000011,

2)把該數字高位(左側)的兩個零移出,其他的數字都朝左平移2位,

3)在低位(右側)的兩個空位補零。則得到的最終結果是
00000000000000000000000000001100,

轉換為十進制是12。

移動的位數超過了該類型的最大位數,

如果移進高階位(31或63位),那麼該值將變為負值。下面的程序說明了這一點:

Java代碼收藏代碼

// 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);  

   }  

  }  

}  123456789101112131415161718192021複製代碼類型:[java]

該程序的輸出如下所示:

536870908

1073741816

2147483632

-321234567複製代碼類型:[java]

註:n位二進制,最高位為符號位,因此表示的數值範圍-2^(n-1)——2^(n-1)-1,所以模為2^(n-1)。

2、右移運算符

右移運算符<<使指定值的所有位都右移規定的次數。

1)它的通用格式如下所示:

value>>num

num指定要移位值value移動的位數。

右移的規則只記住一點:符號位不變,左邊補上符號位

2)運算規則:

按二進制形式把所有的數字向右移動對應的位數,低位移出(捨棄),高位的空位補符號位,即正數補零,負數補1

當右移的運算數是byte和short類型時,將自動把這些類型擴大為int型。

例如,如果要移走的值為負數,每一次右移都在左邊補1,如果要移走的值為正數,每一次右移都在左邊補0,這叫做符號位擴展(保留符號位)(signextension),在進行右移

操作時用來保持負數的符號。

3)數學意義

右移一位相當於除2,右移n位相當於除以2的n次方。

4)計算過程

11>>2(11為int型)

1)11的二進制形式為:
00000000000000000000000000001011

2)把低位的最後兩個數字移出,因為該數字是正數,所以在高位補零。

3)最終結果是
00000000000000000000000000000010。

轉換為十進制是2。

35>>2(35為int型)

35轉換為二進制:
00000000000000000000000000100011

把低位的最後兩個數字移出:
00000000000000000000000000001000

轉換為十進制:8

5)在右移時不保留符號的出來

右移後的值與0x0f進行按位與運算,這樣可以捨棄任何的符號位擴展,以便得到的值可以作為定義數組的下標,從而得到對應數組元素代表的十六進制字符。

例如Java代碼

(b >> 4) & 0x0f的運算過程:

b的二進制形式為:1111 0001

4位數字被移出:1111 1111

按位與運算:0000 1111

轉為10進制形式為:15

b & 0x0f的運算過程:

b的二進制形式為:1111 0001

0x0f的二進制形式為:0000 1111

按位與運算:0000 0001

轉為10進制形式為:112345678910111213141516171819複製代碼類型:[java]

所以,該程序的輸出如下:

b = 0xf11複製代碼類型:[java]

3、無符號右移

無符號右移運算符>>>

它的通用格式如下所示:

value>>>num

num指定要移位值value移動的位數。

無符號右移的規則只記住一點:忽略了符號位擴展,0補最高位

無符號右移運算符>>>只是對32位和64位的值有意義

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