前言

計算機支持兩種移位運算，假設操作數為x，移動的位數為k，則向左移位是 x << k，向右移位是 x >> k。左移位會對輸入的操作數舍棄最高的k位，并在右端補k個0。而右移位運算卻分為兩種情況，分別是邏輯右移和算術右移（也叫無符號右移和符號右移），在邏輯右移中，會對操作數舍棄最低的k位，并在左端補k個0，在算術運算中，則對操作數舍棄最低的k位，并在左端補k個最高有效位的值。

對于有符號數來說，最高位有效值是不同的，所以邏輯右移和算術右移將產生不同的效果，而C語言并沒有明確定義有符號數該使用哪種類型的右移，雖然兩種右移都可以，但是現在幾乎所有的編譯器/機器組合都會對有符號數使用算術右移。而Java比C強大的一個地方在于它對右移有明確的定義，規定 x >> k 使用算術右移， x >>> k 使用邏輯右移。

本文將通過幾個實際的例子，并手動計算二進制執行過程，來探究當操作數分別為正數和負數時，Java的移位運算是怎么實現的。

左移位運算

左移運算也相當于做乘法運算，乘積因子為 2^k。例如，我們執行149 << 4，相當于執行了 149*16 = 2384。

1）正數左移位運算

System.out.println (149 << 4); System.out.println (Integer.toBinaryString ( 149 << 4 )); 2384 100101010000

149 << 4 的計算過程如下：

輸入：? ? ? ? ? ? 149

轉為二進制： 10010101

展開32位:? ? ? ?00000000 00000000 00000000 10010101

丟棄最高4位:? 0000 00000000 00000000 10010101

右端補4個0：?0000 00000000 00000000 10010101 0000

忽略符號位： 10010101 0000

轉為十進制： 2384

可以看出，我們計算過程的最后兩步和程序打印效果完全一致。

2）負數左移位運算

System.out.println (-149 << 4); System.out.println (Integer.toBinaryString ( -149 << 4 )); -2384 11111111111111111111011010110000

-149 << 4 的計算過程如下：

輸入：? ? ? ? ? ? -149

轉為二進制： 11111111 11111111 11111111 01101011? ? ? ? ?(ps: 絕對值二進制取反再加1。)

丟棄最高4位:? 1111 11111111 11111111 01101011

右端補4個0：?1111 11111111 11111111 01101011 0000

以上是個負數二進制，現要轉成十進制，按照以下三步進行：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1111 11111111 11111111?01101010?1111? ? ? （減1）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0000 00000000 00000000 10010101 0000（取反）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? -10010101 0000? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（忽略符號位，并添負號）

轉為十進制： -2384

可以看出，我們計算過程的第4步和最后一步的計算結果和程序打印效果完全一致。

右移位運算

右移運算也相當于做除法運算，被除數為 2^k。例如，我們執行149 >> 4，相當于執行了 149/16 = 9。

1）正數右移運算

Java的基本類型數據都是有符號數，最高位為1表示負數，最高位為0表示正數。所以對于正數來說，邏輯右移和算術右移沒有任何區別，因為都是在左端補0。

System.out.println (149 >> 4); System.out.println (Integer.toBinaryString ( 149 >> 4 )); System.out.println (149 >>> 4); System.out.println (Integer.toBinaryString ( 149 >>> 4 )); 9 1001 9 1001

149 >> 4 計算過程：

輸入：? ? ? ? ? ? 149

轉為二進制： 10010101

展開32位：? ? ?00000000 00000000 00000000 10010101

丟棄最低4位：00000000 00000000 00000000 1001

左端補4個0：? 0000 00000000 00000000 00000000 1001

忽略符號位：? 1001

轉為十進制：? 9

149 >>> 4 的計算過程和上面完全一樣，左端都是補4個0，所以打印效果當然是一致的。

2）負數右移運算

當輸入的數據是負數，此時邏輯右移和算術右移將產生較大區別。由于負數高位是1，所以邏輯右移和算術右移在左端分別補0和1。

System.out.println (-149 >> 4 ); //負數的算術右移 System.out.println (Integer.toBinaryString ( -149 >> 4 )); System.out.println (-149 >>> 4 ); //負數的邏輯右移 System.out.println (Integer.toBinaryString ( -149 >>> 4 )); -10 11111111111111111111111111110110 268435446 1111111111111111111111110110

a）-149 >> 4 計算過程（負數的算術右移）：

輸入：? ? ? ? ? ?-149

轉為二進制:? ?11111111 11111111 11111111 01101011? ? ? ? ?(ps: 絕對值二進制取反再加1。)

丟棄最低4位: 11111111 11111111 11111111 0110

左端補4個1：1111 11111111 11111111 11111111 0110

相應十進制:? -0000 00000000 00000000 00000000 0101? ?(ps: 減1，取反，添負號。)

轉為十進制：-10

可以看出，我們第4步和第6步運算結果和代碼打印的前兩行完全一致。

b）-149 >>> 4 計算過程（負數的邏輯右移）：

輸入:? ? ? ? ? ? ???-149

轉為二進制:? ? 11111111 11111111 11111111 01101011? ?? ? (ps: 絕對值二進制取反再加1。)

丟棄最低4位:? 11111111 11111111 11111111 0110

左端補4個0： 0000 11111111 11111111 11111111 0110

轉為十進制： 268435446

可以看出，我們第3步和第5步運算結果和代碼打印的后兩行完全一致。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java的移位运算的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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