JAVA移位運算符

[??移位運算符也針對二進制的“位”，它主要包括：左移位運算符(<>>)、帶符號的右移位運算符(>>)。?1．左移運算符左移運算符用“<

移位運算符就是在二進制的基礎上對數字進行平移。按照平移的方向和填充數字的規則分為三種：<>(帶符號右移)和>>>(無符號右移)。

在移位運算時，byte、short和char類型移位后的結果會變成int類型，對于byte、short、char和int進行移位時，規定實際移動的次數是移動次數和32的余數，也就是移位33次和移位1次得到的結果相同。移動long型的數值時，規定實際移動的次數是移動次數和64的余數，也就是移動66次和移動2次得到的結果相同。

三種移位運算符的移動規則和使用如下所示：　　<

語法格式：　　需要移位的數字 << 移位的次數

例如： 3 << 2，則是將數字3左移2位

計算過程：　　3 << 2

首先把3轉換為二進制數字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，然后把該數字高位(左側)的兩個零移出，其他的數字都朝左平移2位，最后在低位(右側)的兩個空位補零。則得到的最終結果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100，則轉換為十進制是12.數學意義：

在數字沒有溢出的前提下，對于正數和負數，左移一位都相當于乘以2的1次方，左移n位就相當于乘以2的n次方。

>>運算規則：按二進制形式把所有的數字向右移動對應巍峨位數，低位移出(舍棄)，高位的空位補符號位，即正數補零，負數補1.

語法格式：　　需要移位的數字 >> 移位的次數

例如11 >> 2，則是將數字11右移2位

計算過程：11的二進制形式為：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011，然后把低位的最后兩個數字移出，因為該數字是正數，所以在高位補零。則得到的最終結果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010.轉換為十進制是3.數學意義：右移一位相當于除2，右移n位相當于除以2的n次方。

>>>運算規則：按二進制形式把所有的數字向右移動對應巍峨位數，低位移出(舍棄)，高位的空位補零。對于正數來說和帶符號右移相同，對于負數來說不同。

其他結構和>>相似。

小結

二進制運算符，包括位運算符和移位運算符，使程序員可以在二進制基礎上操作數字，可以更有效的進行運算，并且可以以二進制的形式存儲和轉換數據，是實現網絡協議解析以及加密等算法的基礎。

實例操作：　　public class URShift {

public static void main(String[] args) {

int i = -1;

i >>>= 10;

//System.out.println(i);

mTest();

}

public static void mTest(){

//左移

int i = 12; //二進制為:0000000000000000000000000001100

i <<= 2; //i左移2位，把高位的兩位數字(左側開始)拋棄,低位的空位補0,二進制碼就為0000000000000000000000000110000

System.out.println(i); //二進制110000值為48；

System.out.println("
");

//右移

i >>=2; //i右移2為，把低位的兩個數字(右側開始)拋棄,高位整數補0，負數補1，二進制碼就為0000000000000000000000000001100

System.out.println(i); //二進制碼為1100值為12

System.out.println("
");

//右移example

int j = 11;//二進制碼為00000000000000000000000000001011

j >>= 2; //右移兩位，拋棄最后兩位,整數補0,二進制碼為：00000000000000000000000000000010

System.out.println(j); //二進制碼為10值為2

System.out.println("
");

byte k = -2; //轉為int,二進制碼為：0000000000000000000000000000010

k >>= 2; //右移2位，拋棄最后2位，負數補1,二進制嗎為：11000000000000000000000000000

System.out.println(j); //二進制嗎為11值為2

}

}

在Thinking in Java第三章中的一段話:

移位運算符面向的運算對象也是

二進制的“位”。 可單獨用它們處理整數類型(主類型的一種)。左移位運算符(<>)則將運算符左邊的運算對象向右移動運算符右側指定的位數。“有符號”右移位運算符使用了“符號擴展”：若值為正，則在高位插入0；若值為負，則在高位插入1。Java也添加了一種“無符號”右移位運算符(>>>)，它使用了“零擴展”：無論正負，都在高位插入0。這一運算符是C或C++沒有的。

若對char，byte或者short進行移位處理，那么在移位進行之前，它們會自動轉換成一個int。只有右側的5個低位才會用到。這樣可防止我們在一個int數里移動不切實際的位數。若對一個long值進行處理，最后得到的結果也 是long。此時只會用到右側的6個低位，防止移動超過long值里現成的位數。但在進行“無符號”右移位時，也可能遇到一個問題。若對byte或 short值進行右移位運算，得到的可能不是正確的結果(Java 1.0和Java 1.1特別突出)。它們會自動轉換成int類型，并進行右移位。但“零擴展”不會發生，所以在那些情況下會得到-1的結果。

[java移位運算符不外乎就這三種：<>(帶符號右移)和>>>(無符號右移)。? 1、 左移運算符 左移運算符<

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Java 定義的位運算(bitwise operators )直接對整數類型的位進行操作，這些整數類型包括long，int，short，char，and byte 。表4-2 列出了位運算：

表4.2 位運算符及其結果

運算符 結果

~ 按位非(NOT)(一元運算)

& 按位與(AND)

| 按位或(OR)

^ 按位異或(XOR)

>> 右移

>>> 右移，左邊空出的位以0填充

運算符 結果

<< 左移

&= 按位與賦值

|= 按位或賦值

^= 按位異或賦值

>>= 右移賦值

>>>= 右移賦值，左邊空出的位以0填充

<<= 左移賦值

續表

既然位運算符在整數范圍內對位操作，因此理解這樣的操作會對一個值產生什么效果是重要的。具體地說，知道Java 是如何存儲整數值并且如何表示負數的是有用的。因此，在繼續討論之前，讓我們簡短概述一下這兩個話題。

所有的整數類型以二進制數字位的變化及其寬度來表示。例如，byte 型值42的二進制代碼是00101010 ，其中每個位置在此代表2的次方，在最右邊的位以20開始。向左下一個位置將是21，或2，依次向左是22，或4，然后是8，16，32等等，依此類推。因此42在其位置1，3，5的值為1(從右邊以0開始數)；這樣42是21+23+25的和，也即是2+8+32 。

所有的整數類型(除了char 類型之外)都是有符號的整數。這意味著他們既能表示正數，又能表示負數。Java 使用大家知道的2的補碼(two’s complement )這種編碼來表示負數，也就是通過將與其對應的正數的二進制代碼取反(即將1變成0，將0變成1)，然后對其結果加1。例如，-42就是通過將42的二進制代碼的各個位取反，即對00101010 取反得到11010101 ，然后再加1，得到11010110 ，即-42 。要對一個負數解碼，首先對其所有的位取反，然后加1。例如-42，或11010110 取反后為00101001 ，或41，然后加1，這樣就得到了42。

如果考慮到零的交叉(zero crossing )問題，你就容易理解Java (以及其他絕大多數語言)這樣用2的補碼的原因。假定byte 類型的值零用00000000 代表。它的補碼是僅僅將它的每一位取反，即生成11111111 ，它代表負零。但問題是負零在整數數學中是無效的。為了解決負零的問題，在使用2的補碼代表負數的值時，對其值加1。即負零11111111 加1后為100000000 。但這樣使1位太靠左而不適合返回到byte 類型的值，因此人們規定，-0和0的表示方法一樣，-1的解碼為11111111 。盡管我們在這個例子使用了byte 類型的值，但同樣的基本的原則也適用于所有Java 的整數類型。

因為Java 使用2的補碼來存儲負數，并且因為Java 中的所有整數都是有符號的，這樣應用位運算符可以容易地達到意想不到的結果。例如，不管你如何打算，Java 用高位來代表負數。為避免這個討厭的意外，請記住不管高位的順序如何，它決定一個整數的符號。

4.2.1 位邏輯運算符

位邏輯運算符有“與”(AND)、“或”(OR)、“異或(XOR )”、“非(NOT)”，分別用“&”、“|”、“^”、“~”表示，4-3 表顯示了每個位邏輯運算的結果。在繼續討論之前，請記住位運算符應用于每個運算數內的每個單獨的位。

表4-3 位邏輯運算符的結果

A 0 1 0 1 B 0 0 1 1 A | B 0 1 1 1 A & B 0 0 0 1 A ^ B 0 1 1 0 ~A 1 0 1 0

按位非(NOT)

按位非也叫做補，一元運算符NOT“~”是對其運算數的每一位取反。例如，數字42，它的二進制代碼為：

00101010

經過按位非運算成為

11010101

按位與(AND)

按位與運算符“&”，如果兩個運算數都是1，則結果為1。其他情況下，結果均為零。看下面的例子：

00101010 42 &00001111 15

00001010 10

按位或(OR)

按位或運算符“|”，任何一個運算數為1，則結果為1。如下面的例子所示：

00101010 42 | 00001111 15

00101111 47

按位異或(XOR)

按位異或運算符“^”，只有在兩個比較的位不同時其結果是 1。否則，結果是零。下面的例子顯示了“^”運算符的效果。這個例子也表明了XOR 運算符的一個有用的屬性。注意第二個運算數有數字1的位，42對應二進制代碼的對應位是如何被轉換的。第二個運算數有數字0的位，第一個運算數對應位的數字不變。當對某些類型進行位運算時，你將會看到這個屬性的用處。

00101010 42 ^ 00001111 15

00100101 37

位邏輯運算符的應用

下面的例子說明了位邏輯運算符：

// Demonstrate the bitwise logical operators.

class BitLogic {

public static void main(String args[]) {

String binary[] = {"0000", "0001", "0010", "0011", "0100", "0101", "0110", "0111", "1000", "1001", "1010", "1011", "1100", "1101", "1110", "1111"

};

int a = 3; // 0 + 2 + 1 or 0011 in binary

int b = 6; // 4 + 2 + 0 or 0110 in binary

int c = a | b;

int d = a & b;

int e = a ^ b;

int f = (~a & b) | (a & ~b);

int g = ~a & 0x0f;

System.out.println(" a = " + binary[a]);

System.out.println(" b = " + binary[b]);

System.out.println(" a|b = " + binary[c]);

System.out.println(" a&b = " + binary[d]);

System.out.println(" a^b = " + binary[e]);

System.out.println("~a&b|a&~b = " + binary[f]);

System.out.println(" ~a = " + binary[g]);

}

}

在本例中，變量a與b對應位的組合代表了二進制數所有的 4 種組合模式：0-0，0-1，1-0 ，和1-1 。“|”運算符和“&”運算符分別對變量a與b各個對應位的運算得到了變量c和變量d的值。對變量e和f的賦值說明了“^”運算符的功能。字符串數組binary 代表了0到15 對應的二進制的值。在本例中，數組各元素的排列順序顯示了變量對應值的二進制代碼。數組之所以這樣構造是因為變量的值n對應的二進制代碼可以被正確的存儲在數組對應元素binary[n] 中。例如變量a的值為3，則它的二進制代碼對應地存儲在數組元素binary[3] 中。~a的值與數字0x0f (對應二進制為0000 1111 )進行按位與運算的目的是減小~a的值，保證變量g的結果小于16。因此該程序的運行結果可以用數組binary 對應的元素來表示。該程序的輸出如下：

a = 0011 b = 0110 a|b = 0111 a&b = 0010 a^b = 0101 ~a&b|a&~b = 0101 ~a = 1100

4.2.2 左移運算符

左移運算符<

value << num

這里，num 指定要移位值value 移動的位數。也就是，左移運算符<

在對byte 和short類型的值進行移位運算時，你必須小心。因為你知道Java 在對表達式求值時，將自動把這些類型擴大為 int 型，而且，表達式的值也是int 型。對byte 和short類型的值進行移位運算的結果是int 型，而且如果左移不超過31位，原來對應各位的值也不會丟棄。但是，如果你對一個負的byte 或者short類型的值進行移位運算，它被擴大為int 型后，它的符號也被擴展。這樣，整數值結果的高位就會被1填充。因此，為了得到正確的結果，你就要舍棄得到結果的高位。這樣做的最簡單辦法是將結果轉換為byte 型。下面的程序說明了這一點：

// Left shifting a byte value.

class ByteShift {

public static void main(String args[]) {

byte a = 64, b;

int i;

i = a << 2;

b = (byte) (a << 2);

System.out.println("Original value of a: " + a);

System.out.println("i and b: " + i + " " + b);

}

}

該程序產生的輸出下所示：

Original value of a: 64

i and b: 256 0

因變量a在賦值表達式中，故被擴大為int 型，64(0100 0000 )被左移兩次生成值256 (10000 0000 )被賦給變量i。然而，經過左移后，變量b中惟一的1被移出，低位全部成了0，因此b的值也變成了0。

既然每次左移都可以使原來的操作數翻倍，程序員們經常使用這個辦法來進行快速的2 的乘法。但是你要小心，如果你將1移進高階位(31或63位)，那么該值將變為負值。下面的程序說明了這一點：

// Left shifting as a quick way to multiply by 2.

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);

}

}

這里，num 指定要移位值value 移動的位數。也就是，左移運算符<

在對byte 和short類型的值進行移位運算時，你必須小心。因為你知道Java 在對表達式求值時，將自動把這些類型擴大為 int 型，而且，表達式的值也是int 型。對byte 和short類型的值進行移位運算的結果是int 型，而且如果左移不超過31位，原來對應各位的值也不會丟棄。但是，如果你對一個負的byte 或者short類型的值進行移位運算，它被擴大為int 型后，它的符號也被擴展。這樣，整數值結果的高位就會被1填充。因此，為了得到正確的結果，你就要舍棄得到結果的高位。這樣做的最簡單辦法是將結果轉換為byte 型。下面的程序說明了這一點：

// Left shifting a byte value.

class ByteShift {

public static void main(String args[]) {

byte a = 64, b;

int i;

i = a << 2;

b = (byte) (a << 2);

System.out.println("Original value of a: " + a);

System.out.println("i and b: " + i + " " + b);

}

}

該程序產生的輸出下所示：

Original value of a: 64

i and b: 256 0

因變量a在賦值表達式中，故被擴大為int 型，64(0100 0000 )被左移兩次生成值256 (10000 0000 )被賦給變量i。然而，經過左移后，變量b中惟一的1被移出，低位全部成了0，因此b的值也變成了0。

既然每次左移都可以使原來的操作數翻倍，程序員們經常使用這個辦法來進行快速的2 的乘法。但是你要小心，如果你將1移進高階位(31或63位)，那么該值將變為負值。下面的程序說明了這一點：

// Left shifting as a quick way to multiply by 2.

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);

}

}

}

該程序的輸出如下所示：

536870908

1073741816

2147483632

-32

初值經過仔細選擇，以便在左移 4 位后，它會產生-32。正如你看到的，當1被移進31 位時，數字被解釋為負值。

4.2.3 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。它的通用格式如下所示：

value >> num

這里，num 指定要移位值value 移動的位數。也就是，右移運算符>>使指定值的所有位都右移num位。下面的程序片段將值32右移2次，將結果8賦給變量a:

int a = 32;

a = a >> 2; // a now contains 8

當值中的某些位被“移出”時，這些位的值將丟棄。例如，下面的程序片段將35右移2 次，它的2個低位被移出丟棄，也將結果8賦給變量a:

int a = 35;

a = a >> 2; // a still contains 8

用二進制表示該過程可以更清楚地看到程序的運行過程：

00100011 35

>> 2

00001000 8

將值每右移一次，就相當于將該值除以2并且舍棄了余數。你可以利用這個特點將一個整數進行快速的2的除法。當然，你一定要確保你不會將該數原有的任何一位移出。

右移時，被移走的最高位(最左邊的位)由原來最高位的數字補充。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)(sign extension )，在進行右移操作時用來保持負數的符號。例如，–8 >> 1 是–4，用二進制表示如下：

11111000 –8 >>1 11111100 –4

一個要注意的有趣問題是，由于符號位擴展(保留符號位)每次都會在高位補1，因此-1右移的結果總是–1。有時你不希望在右移時保留符號。例如，下面的例子將一個byte 型的值轉換為用十六

進制表示。注意右移后的值與0x0f進行按位與運算，這樣可以舍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。

// Masking sign extension.

class HexByte {

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]);}}

該程序的輸出如下：

b = 0xf1

4.2.4 無符號右移

正如上面剛剛看到的，每一次右移，>>運算符總是自動地用它的先前最高位的內容補它的最高位。這樣做保留了原值的符號。但有時這并不是我們想要的。例如，如果你進行移位操作的運算數不是數字值，你就不希望進行符號位擴展(保留符號位)。當你處理像素值或圖形時，這種情況是相當普遍的。在這種情況下，不管運算數的初值是什么，你希望移位后總是在高位(最左邊)補0。這就是人們所說的無符號移動(unsigned shift )。這時你可以使用Java 的無符號右移運算符>>> ，它總是在左邊補0。

下面的程序段說明了無符號右移運算符>>> 。在本例中，變量a被賦值為-1，用二進制表示就是32位全是1。這個值然后被無符號右移24位，當然它忽略了符號位擴展，在它的左邊總是補0。這樣得到的值255被賦給變量a。

int a = -1; a = a >>> 24;

下面用二進制形式進一步說明該操作：

11111111 11111111 11111111 11111111 int型-1的二進制代碼>>> 24 無符號右移24位00000000 00000000 00000000 11111111 int型255的二進制代碼

由于無符號右移運算符>>> 只是對32位和64位的值有意義，所以它并不像你想象的那樣有用。因為你要記住，在表達式中過小的值總是被自動擴大為int 型。這意味著符號位擴展和移動總是發生在32位而不是8位或16位。這樣，對第7位以0開始的byte 型的值進行無符號移動是不可能的，因為在實際移動運算時，是對擴大后的32位值進行操作。下面的例子說明了這一點：

// Unsigned shifting a byte value.

class ByteUShift {

static public void main(String args[]) {

進制表示。注意右移后的值與0x0f進行按位與運算，這樣可以舍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。

// Masking sign extension.

class HexByte {

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]);}}

該程序的輸出如下：

b = 0xf1

4.2.4 無符號右移

正如上面剛剛看到的，每一次右移，>>運算符總是自動地用它的先前最高位的內容補它的最高位。這樣做保留了原值的符號。但有時這并不是我們想要的。例如，如果你進行移位操作的運算數不是數字值，你就不希望進行符號位擴展(保留符號位)。當你處理像素值或圖形時，這種情況是相當普遍的。在這種情況下，不管運算數的初值是什么，你希望移位后總是在高位(最左邊)補0。這就是人們所說的無符號移動(unsigned shift )。這時你可以使用Java 的無符號右移運算符>>> ，它總是在左邊補0。

下面的程序段說明了無符號右移運算符>>> 。在本例中，變量a被賦值為-1，用二進制表示就是32位全是1。這個值然后被無符號右移24位，當然它忽略了符號位擴展，在它的左邊總是補0。這樣得到的值255被賦給變量a。

int a = -1; a = a >>> 24;

下面用二進制形式進一步說明該操作：

11111111 11111111 11111111 11111111 int型-1的二進制代碼>>> 24 無符號右移24位00000000 00000000 00000000 11111111 int型255的二進制代碼

由于無符號右移運算符>>> 只是對32位和64位的值有意義，所以它并不像你想象的那樣有用。因為你要記住，在表達式中過小的值總是被自動擴大為int 型。這意味著符號位擴展和移動總是發生在32位而不是8位或16位。這樣，對第7位以0開始的byte 型的值進行無符號移動是不可能的，因為在實際移動運算時，是對擴大后的32位值進行操作。下面的例子說明了這一點：

// Unsigned shifting a byte value.

class ByteUShift {

static public void main(String args[]) {

int b = 2;

int c = 3;

a |= 4;

b >>= 1;

c <<= 1;

a ^= c;

System.out.println("a = " + a);

System.out.println("b = " + b);

System.out.println("c = " + c);

}

}

該程序的輸出如下所示：

a = 3

b = 1

c = 6

[Java中的位運算符、移位運算]

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java %3e%3e位移_JAVA移位运算符的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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