Java的移位運(yùn)算符

2019-11-17 05:56:13

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供稿：網(wǎng)友

移位運(yùn)算符面向的運(yùn)算對象也是二進(jìn)制的“位”。可單獨(dú)用它們處理整數(shù)類型（主類型的一種）。左移位運(yùn)算符（<<）能將運(yùn)算符左邊的運(yùn)算對象向左移動運(yùn)算符右側(cè)指定的位數(shù)（在低位補(bǔ)0）。“有符號”右移位運(yùn)算符（>>）則將運(yùn)算符左邊的運(yùn)算對象向右移動運(yùn)算符右側(cè)指定的位數(shù)。“有符號”右移位運(yùn)算符使用了“符號擴(kuò)展”：若值為正，則在高位插入0；若值為負(fù)，則在高位插入1。java也添加了一種“無符號”右移位運(yùn)算符（>>>），它使用了“零擴(kuò)展”：無論正負(fù)，都在高位插入0。這一運(yùn)算符是C或C++沒有的。
　　若對char，byte或者short進(jìn)行移位處理，那么在移位進(jìn)行之前，它們會自動轉(zhuǎn)換成一個int。只有右側(cè)的5個低位才會用到。這樣可防止我們在一個int數(shù)里移動不切實(shí)際的位數(shù)。若對一個long值進(jìn)行處理，最后得到的結(jié)果也是long。此時只會用到右側(cè)的6個低位，防止移動超過long值里現(xiàn)成的位數(shù)。但在進(jìn)行“無符號”右移位時，也可能碰到一個問題。若對byte或short值進(jìn)行右移位運(yùn)算，得到的可能不是正確的結(jié)果（Java 1.0和Java 1.1非凡突出）。它們會自動轉(zhuǎn)換成int類型，并進(jìn)行右移位。但“零擴(kuò)展”不會發(fā)生，所以在那些情況下會得到-1的結(jié)果。可用下面這個例子檢測自己的實(shí)現(xiàn)方案：
　　//: URShift.java
　　// Test of unsigned right shift
　　public class URShift {
　　　public static void main(String[] args) {
　　　　int i = -1;
　　　　i >>>= 10;
　　　　System.out.PRintln(i);
　　　　long l = -1;
　　　　l >>>= 10;
　　　　System.out.println(l);
　　　　short s = -1;
　　　　s >>>= 10;
　　　　System.out.println(s);
　　　　byte b = -1;
　　　　b >>>= 10;
　　　　System.out.println(b);
　　　}
　　} ///:~
　　移位可與等號（<<=或>>=或>>>=）組合使用。此時，運(yùn)算符左邊的值會移動由右邊的值指定的位數(shù)，再將得到的結(jié)果賦回左邊的值。
　　下面這個例子向大家闡示了如何應(yīng)用涉及“按位”操作的所有運(yùn)算符，以及它們的效果：
　　//: BitManipulation.java
　　// Using the bitwise Operators
　　import java.util.*;
　　public class BitManipulation {
　　　public static void main(String[] args) {
　　　　Random rand = new Random();
　　　　int i = rand.nextInt();
　　　　int j = rand.nextInt();
　　　　pBinInt("-1", -1);
　　　　pBinInt("+1", +1);
　　　　int maXPos = 2147483647;
　　　　pBinInt("maxpos", maxpos);
　　　　int maxneg = -2147483648;
　　　　pBinInt("maxneg", maxneg);
　　　　pBinInt("i", i);
　　　　pBinInt("~i", ~i);
　　　　pBinInt("-i", -i);
　　　　pBinInt("j", j);
　　　　pBinInt("i & j", i & j);
　　　　pBinInt("i j", i j);
　　　　pBinInt("i ^ j", i ^ j);
　　　　pBinInt("i << 5", i << 5);
　　　　pBinInt("i >> 5", i >> 5);
　　　　pBinInt("(~i) >> 5", (~i) >> 5);
　　　　pBinInt("i >>> 5", i >>> 5);
　　　　pBinInt("(~i) >>> 5", (~i) >>> 5);
　　　　long l = rand.nextLong();
　　　　long m = rand.nextLong();
　　　　pBinLong("-1L", -1L);
　　　　pBinLong("+1L", +1L);
　　　　long ll = 9223372036854775807L;
　　　　pBinLong("maxpos", ll);
　　　　long lln = -9223372036854775808L;
　　　　pBinLong("maxneg", lln);
　　　　pBinLong("l", l);
　　　　pBinLong("~l", ~l);
　　　　pBinLong("-l", -l);
　　　　pBinLong("m", m);
　　　　pBinLong("l & m", l & m);
　　　　pBinLong("l m", l m);
　　　　pBinLong("l ^ m", l ^ m);
　　　　pBinLong("l << 5", l << 5);
　　　　pBinLong("l >> 5", l >> 5);
　　　　pBinLong("(~l) >> 5", (~l) >> 5);
　　　　pBinLong("l >>> 5", l >>> 5);
　　　　pBinLong("(~l) >>> 5", (~l) >>> 5);

　　　}
　　　static void pBinInt(String s, int i) {
　　　　System.out.println(
　　　　　s + ", int: " + i + ", binary: ");
　　　　System.out.print("　 ");
　　　　for(int j = 31; j >=0; j--)
　　　　　if(((1 << j) &　i) != 0)
　　　　　　System.out.print("1");
　　　　　else
　　　　　　System.out.print("0");
　　　　System.out.println();
　　　}
　　　static void pBinLong(String s, long l) {
　　　　System.out.println(
　　　　　s + ", long: " + l + ", binary: ");
　　　　System.out.print("　 ");
　　　　for(int i = 63; i >=0; i--)
　　　　　if(((1L << i) & l) != 0)
　　　　　　System.out.print("1");
　　　　　else
　　　　　　System.out.print("0");
　　　　System.out.println();
　　　}
　　} ///:~
　　程序末尾調(diào)用了兩個方法：pBinInt()和pBinLong()。它們分別操作一個int和long值，并用一種二進(jìn)制格式輸出，同時附有簡要的說明文字。目前，可暫時忽略它們具體的實(shí)現(xiàn)方案。
　　大家要注重的是System.out.print()的使用，而不是System.out.println()。print()方法不會產(chǎn)生一個新行，以便在同一行里羅列多種信息。
　　除展示所有按位運(yùn)算符針對int和long的效果之外，本例也展示了int和long的最小值、最大值、+1和-1值，使大家能體會它們的情況。注重高位代表正負(fù)號：0為正，1為負(fù)。下面列出int部分的輸出：
　　-1, int: -1, binary:
　　　 11111111111111111111111111111111
　　+1, int: 1, binary:
　　　 00000000000000000000000000000001
　　maxpos, int: 2147483647, binary:
　　　 01111111111111111111111111111111
　　maxneg, int: -2147483648, binary:
　　　 10000000000000000000000000000000
　　i, int: 59081716, binary:
　　　 00000011100001011000001111110100
　　~i, int: -59081717, binary:
　　　 11111100011110100111110000001011
　　-i, int: -59081716, binary:
　　　 11111100011110100111110000001100
　　j, int: 198850956, binary:
　　　 00001011110110100011100110001100
　　i & j, int: 58720644, binary:
　　　 00000011100000000000000110000100
　　i j, int: 199212028, binary:
　　　 00001011110111111011101111111100
　　i ^ j, int: 140491384, binary:
　　　 00001000010111111011101001111000
　　i << 5, int: 1890614912, binary:
　　　 01110000101100000111111010000000
　　i >> 5, int: 1846303, binary:
　　　 00000000000111000010110000011111
　　(~i) >> 5, int: -1846304, binary:
　　　 11111111111000111101001111100000
　　i >>> 5, int: 1846303, binary:
　　　 00000000000111000010110000011111
　　(~i) >>> 5, int: 132371424, binary:
　　　 00000111111000111101001111100000
　　數(shù)字的二進(jìn)制形式表現(xiàn)為“有符號2的補(bǔ)值”。

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