java的移位操作详解，左移和右移

首先要明白一点，这里面所有的操作都是针对存储在计算机中中二进制的操作，那么就要知道，正数在计算机中是用二进制表示的，负数在计算机中使用补码表示的。

左移位：<<，有符号的移位操作
左移操作时将运算数的二进制码整体左移指定位数，左移之后的空位用0补充

右移位：>>，有符号的移位操作
右移操作是将运算数的二进制码整体右移指定位数，右移之后的空位用符号位补充，如果是正数用0补充，负数用1补充。

例子：

public static void main(String[] args)
{

System.out.println(3<<2);//3左移2位
System.out.println(-3<<2);//-3左移2位

System.out.println(6>>2);//6右移2位
System.out.println(-6>>2);//-6右移2位

}

输出结果

12
-12
1
-2
下面解释一下：

00000000 00000000 00000000 00000011 +3在计算机中表示
000000 00000000 00000000 0000001100 左移2位，补0，结果为12

----------------------------------------------------------------------------------------------

00000000 00000000 00000000 00000011 +3在计算机中表示
11111111 11111111 11111111 11111100
11111111 11111111 11111111 11111101 -3在计算机中表示
111111 11111111 11111111 1111110100 左移2位，补0，结果为负数，就是补码了，求原码
10000000 00000000 00000000 00001011
10000000 00000000 00000000 00001100 结果-12
----------------------------------------------------------------------------------------------

这也说明了一个问题：在计算机中，以1开头的就是补码的形式，是负数。

00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
0000000000 00000000 00000000 00000110 右移两位，正数补0，结果为1
----------------------------------------------------------------------------------------------

00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
11111111 11111111 11111111 11111001
11111111 11111111 11111111 11111010 -6在计算机中的表示
11111111 11111111 11111111 11111010 右移两位，结果为负数
1000000000 00000000 00000000 000001
1000000000 00000000 00000000 000010 结果为-2
这个地方很容易弄混，多想几次就会慢慢理解了。

上面解释了带符号的移位操作，下面解释一下不带符号的移位操作

无符号的移位只有右移，没有左移使用“>>>”进行移位，都补充0

例如：
public static void main(String[] args)
{
System.out.println(6>>>2);
System.out.println(-6>>>2);

}
结果：

1
1073741822

分析：

00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
00000000 00000000 00000000 00000110 右移两位，正数补0，结果为1
-----------------------------------------------------------------------------------------------------

00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
11111111 11111111 11111111 11111001
11111111 11111111 11111111 11111010 -6在计算机中的表示
0011111111 11111111 11111111 111110 右移两位，补充0，结果为1073741822

以下来自：http://jefflee.javaeye.com/blog/203863

可以参考

移位操作要注意的问题是高（低）位是补0还是补1和对char, byte, short型的操作：
（1）<< : (left-shift), 最低位补0
（2）>> : （signed right-shift), 右移过程使用符号位扩展（sign extension)，即如果符号为为1则高位补1， 是0则补0，也就是逻辑右移
（3）>>> : (unsigned right-shit),右移过程使用零扩展（zero extension),即最高位一律补0，也就是算术右移
（4）移位操作的数据类型可以是byte, char, short, int, long型，但是对byte, char, short进行操作时会先把它们变成一个int型，最后得到一个int型的结果，对long型操作时得到一个long型结果，不可以对boolean型进行操作。
（5）移位操作符可以和＝合并起来，即 <<= 、 >>= 和 >>>=。例如 a >>= 2; 表示将a右移两位后的值重新赋给a。当时在使用这三个操作符对 byte, char, short型数据进行操作时要注意，例如有一下代码片段：

public class ShiftTest
{
public static void main(String [] args)
{
byte a;
byte b;
byte c;
a = 127;
b = 127;
c = 127;
a <<= 2;
System.out.println(a);
System.out.println(b <<= 2);
System.out.println(c << 2);
}
}

运行结果是：
-4
-4
508
这说明了在操作a <<= 2 执行过程是这样的：先将 byte型的数 127变成int型，左移2位得到 508，然后把508赋给byte型变量a时只是简单地"折断"(truncate)得到数-4。编译时编译器不会提示你可能损失精度（实际上在本例中确实是损失精度了），但是如果你把a <<= 2改成 a = a << 2;编译器就会提示可能损失精度了。

================================================================================

移位操作的简单计算方法

>>右移操作

x>>y

就是x除以2的y此方,取整数

<<左移操作

X<<y

就是x乘以2的y次方

二进制、位运算、位移运算

思考题

1、请看下面的代码段，回答a,b,c,d,e结果是多少？

public static void main(String []args){

int a=1>>2;

int b=-1>>2;

int c=1<<2;

int d=-1<<2;

int e=3>>>2;

//a,b,c,d,e结果是多少

System.out.println("a="+a);//a=0

System.out.println("b="+b);//b=-1

System.out.println("c="+c);//c=4

System.out.println("d="+d);//d=-4

System.out.println("e="+e);//e=0

}

注：">>"代表算术右移，"<<"代表算术左移，">>>"代表逻辑右移

2、请回答在java中，下面的表达式运算的结果是：

~2=?//-3

2&3=? //2

2|3=? //3

~-5=? //4

13&7=? //5

5|4=? //5

-3^3=? //-2

注："~"代表位取反，"&"代表位与，"|"代表位或，"^"代表位异或

二进制--基本概念

二进制是逢2进位的进位制，0、1是基本算符。

现代的电子计算机技术全部采用的是二进制，因为它只使用0、1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。计算机内部处理的信息，都是采用二进制数来表示的。二进制(Binary)数用0和1两个数字及其组合来表示任何数。进位规则是“逢2进1”，数字1在不同的位上代表不同的值，按从右至左的次序，这个值以二倍递增。

注：1个字节=8位bit,

bit最高位是符号位如：■□□□□□□□黑色方框为符号位。

符号位0代表正数，1代表负数

二进制--原码、反码、补码

对于有符号的而言：

1、二进制的最高位是符号位：0表示正数，1表示负数

2、正数的原码、反码、补码都一样

3、负数的反码=它的原码符号位不变，其它位取反

4、负数的补码=它的反码+1

5、0的反码，补码都是0

6、java没有无符号数，换言之，java中的数都是有符号的

7、在计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的。

位运算符和移位运算

java中有4个位运算，分别是“按位与&、按位或|、按位异或^，按位取反~”，它们的运算规则是：

按位与&：两位全为1，结果为1

按位或|：两位有一个为1，结果为1

按位异或^：两位一个为0，一个为1，结果为1

按位取反：0->1，1->0

java中有3个移位运算符：

>>、<<算术右移和算术左移，运算规则：

算术右移：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位

算术左移：符号位不变，低位补0

>>>逻辑右移，运算规则是：低们溢出，高位补0

计算过程举例

注意：计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的，如果补码计算结果负数，则需要把补码转为原码

1>>2

1的原码

00000000 00000000 00000000 00000001

因为正数的原码、反码、补码都一样

所以1的补码

00000000 00000000 00000000 00000001

算数右移2位结果

00000000 00000000 00000000 00000000

所以1>>2=0

推导出1>>n(n>1的正整数) 结果都为0

-1>>2

-1的原码

10000000 00000000 00000000 00000001

-1的反码

11111111 11111111 11111111 11111110

-1的补码

11111111 11111111 11111111 11111111

算数右移2位结果

11111111 11111111 11111111 11111111

补码->反码 ：-1

11111111 11111111 11111111 11111110

反码->原码

10000000 00000000 00000000 00000001

所以-1>>2=-1

推导出-1>>n(n>1的正整数) 结果都为-1

3>>>2

3的原码

00000000 00000000 00000000 00000011

因为正数的原码、反码、补码都一样

所以3的补码

00000000 00000000 00000000 00000011

>>>逻辑右移2位结果为

00000000 00000000 00000000 00000000

所以3>>>2=0

~2

2的原码补码相同

2的补码

00000000 00000000 00000000 00000010

按位取反~

11111111 11111111 11111111 11111101

因为第1为是1，为负数，所以要-1，其它位取反得原码结果

-1

11111111 11111111 11111111 11111100

其它位取反

10000000 00000000 00000000 00000011

所以结果为-3