程式師世界 >> 編程語言 >> JAVA編程 >> 關於JAVA >> java的移位運算符

java的移位運算符

編輯：關於JAVA

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（<<）能將運算符左邊的運算對象向左移動運算符右側指定的位數（在低位補0）。“有符號”右移位運算符（>>）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，那麼在移位進行之前，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數裡移動不切實際的位數。若對一個long值進行處理，最後得到的結果也是long。此時只會用到右側的6個低位，防止移動超過long值裡現成的位數。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，並進行右移位。但“零擴展”不會發生，所以在那些情況下會得到-1的結果。可用下面這個例子檢測自己的實現方案：

//: 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，運算符左邊的值會移動由右邊的值指定的位數，再將得到的結果賦回左邊的值。
下面這個例子向大家闡示了如何應用涉及“按位”操作的所有運算符，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();
  }
} ///:~

程序末尾調用了兩個方法：pBinInt()和pBinLong()。它們分別操作一個int和long值，並用一種二進制格式輸出，同時附有簡要的說明文字。目前，可暫時忽略它們具體的實現方案。
大家要注意的是System.out.print()的使用，而不是System.out.println()。print()方法不會產生一個新行，以便在同一行裡羅列多種信息。
除展示所有按位運算符針對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。注意高位代表正負號：0為正，1為負。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

數字的二進制形式表現為“有符號2的補值”。

關於JAVA