浅析java移位符的具体使用
作者:CodeAres 发布时间:2023-12-21 09:36:13
概述
java移位符主要包括3种:
运算符 | 名称 |
---|---|
>> | 左移运算符 |
<< | 有符号右移运算符 |
<<< | 无符号右移运算符 |
这里我们先附上代码运行实例,原理将在后面以解析下面代码的方式进行讲解:
public class BitOperatorTest {
public static void main(String[] args){
System.out.println(1 << 4);
System.out.println(-1 << 3);
System.out.println(8 >> 3);
System.out.println(-8 >> 3);
System.out.println(-8 >>> 3);
}
}
结果如下:
16
-8
1
-1
536870911
首先我们需要清楚在计算机系统中,数值一般用补码来表示,主要原因是因为使用补码可以使符号位和其他位统一处理,我们需要将上面的数值都转化为补码。
左移运算符
1 << 4
首先我们将1化为源码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 (因为其是int类型,所以化为二进制有32位)
正数的补码和反码等于源码的本身。所以补码也为上述二进制代码。
左移运算符是将操作数的二进制码整理左移指定位数,左移后右面空出的位用0来补充。
左移4位 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1*2^0=1
<font color=red>0000</font> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 <font color=blue>0000</font> (红色被移除截断,蓝色是新补的0) 1*2^4=16
-1 << 3
我们开始第二个输出语句,这是一个负数。负数的反码是他的源码符号位不变,其余按位取反。补码是他的反码加一。
所以我们可以得到-1的源码为1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 -1*2^0=-1
反码为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
补码为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
对补码进行操作得<font color=red>111</font> 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1<font color=blue>000</font> (红色被移除截断,蓝色是新补的0)
将结果数转化为源码得1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 -1*2^3=-8
总结
所以通过上面对左移运算符的简单使用不难发现,我们可以将其简便理解为移动几位,就是为操作数乘以2的几次方。
右移运算符
左移运算符不牵扯符号位的增补符号位,所以没有有无符号分类
有符号右移运算符
8 >> 3
根据上面流程,我这里直接就简化为
源码为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 1*2^3=8
反码为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
补码为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
运算后结果:<font color=blue>000</font>0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 <font color=red>000</font> 1*2^0=1(红色被移除截断,蓝色是新补的符号位,并且以原来的符号位填补)
-8 >> 3
根据上面流程,我这里直接就简化为
源码为:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 -1*2^3=8
反码为:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111
补码为:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000
运算后结果:<font color=blue>111</font>1 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 <font color=red>000</font> (红色被移除截断,蓝色是新补的符号位,并且以原来的符号位填补)
转换为源码为:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 -1*2^0=-1
总结
同左移运算符一样,总结规律后可得出,右移运算符移动几位则是对操作数除以2的多少次方。
无符号右移运算符
-8 >>> 3
根据上面流程,我这里直接就简化为
源码为:1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 -1*2^3=8
反码为:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111
补码为:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000
运算后结果:<font color=yellow>000</font>1 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 <font color=red>000</font> (红色被移除截断,注意黄色部分,在无符号右移运算位中统一补0)
此时数值将会非常大,所以得到程序中的结果。
补充
如果操作类型低于int类型,比如byte,char等,先将其转化为int类型在进行移位。
对于int类型的移位,如果移动位数超过32位,则让位数对32取余,然后进行运行,即a>>33 == a>>1 a>>32 ==a
同样如果对于long类型的移位,移动位数超过64,则也需要对移动位数进行处理。
代码补充
对于补充内容的代码不进行详解,代码及运算结果如下,基本流程与上面类似,
代码:
public class BitOperatorTest {
public static void main(String[] args){
System.out.println((char)4 << 4);
System.out.println(4 << 4);
System.out.println(4 << 36);
System.out.println((long)1214 >> 66);
System.out.println((long)1214 >> 2);
}
}
运行结果:
64
64
64
303
303
来源:https://segmentfault.com/a/1190000019826807
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