JAVA进制等移位运算[参考于回钦波文库]

JAVA移位运算符

文章分类:Java编程

作者:回钦波 

    移位运算符就是在二进制的基础上对数字进行平移。按照平移的方向和填充数字的规则分为三种：<<（左移）、>>（带符号右移）和>>>（无符号右移）。
　　在移位运算时，byte、short和char类型移位后的结果会变成int类型，对于byte、short、char和int进行移位时，规定实际移动的次数是移动次数和32的余数，也就是移位33次和移位1次得到的结果相同。移动long型的数值时，规定实际移动的次数是移动次数和64的余数，也就是移动66次和移动2次得到的结果相同。

      386 以后的硬件把移位对字长进行取模，右移32位就是右移了0位（CPU 把右移的位数 32 对于字长 32 进行取模运算，得到 0），因此 9 右移 32 位仍然是 9。你可以换一下for循环的条件，比如换成i<=64，你会发现结果是一样的。

      三种移位运算符的移动规则和使用如下所示：
　　<<运算规则：按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数，高位移出（舍弃），低位的空位补零。
　　语法格式：
　　需要移位的数字 << 移位的次数
　　例如： 3 << 2，则是将数字3左移2位
　　计算过程：
　　3 << 2
　　首先把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，然后把该数字高位（左侧）的两个零移出，其他的数字都朝左平移2位，最后在低位（右侧）的两个空位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100，则转换为十进制是12.数学意义：
　　在数字没有溢出的前提下，对于正数和负数，左移一位都相当于乘以2的1次方，左移n位就相当于乘以2的n次方。
　　>>运算规则：按二进制形式把所有的数字向右移动对应巍峨位数，低位移出（舍弃），高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1.
　　语法格式：
　　需要移位的数字 >> 移位的次数
　　例如11 >> 2，则是将数字11右移2位
　　计算过程：11的二进制形式为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011，然后把低位的最后两个数字移出，因为该数字是正数，所以在高位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010.转换为十进制是3.
   数学意义：右移一位相当于除2，右移n位相当于除以2的n次方。
　　>>>运算规则：按二进制形式把所有的数字向右移动对应巍峨位数，低位移出（舍弃），高位的空位补零。对于正数来说和带符号右移相同，对于负数来说不同。
　　其他结构和>>相似。

 

 

 

 

移位例2：

// 左移: 向左移动，右边补0
for (int i = 0;i < 8 ;i++)
    System.out.print( (1 << i) + " ");
output
1 2 4 8 16 32 64 128

// 右移: 向右移动，如果符号位(int型为32位)为0，左边补0，符号位为1，左边补1
// 符号位为1的右移
for (int i = 0;i < 8 ;i++)
    System.out.print( Integer.toHexString(0x40000000 >> i) + " ");
output
40000000 20000000 10000000 8000000 4000000 2000000 1000000 800000
回钦波为您详细分析---其实这里的运算过程是这样的：
1.  0x代表是16进制，暂且不用管它，现在不影响
2.  40000000 要分解至二进制
     4：0100
       0:0000
         0:0000
           0:0000
             0:0000
               0:0000
                 0:0000
                   0:0000
      也就是把40000000 转化为二进制后的结果是：0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
3.开始移位：因为是右移，for循环第二次i为1，也就是在40000000 前加一个0，结果是 ：
                                                                                  0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
                                                                                     最终结果为：20000000

// 符号位为1的右移
// 最高4位为1000， 右移1位，变成1100也就是c,
for (int i = 0;i < 8 ;i++)
    System.out.print( Integer.toHexString(0x80000000 >> i) + " ");
output
80000000 c0000000 e0000000 f0000000 f8000000 fc000000 fe000000 ff000000

// 左移: 向左移动，右边补0
for (int i = 0;i < 8 ;i++)  
	System.out.print( (1 << i) + " ");
output
1 2 4 8 16 32 64 128 

// 右移: 向右移动，如果符号位(int型为32位)为0，左边补0，符号位为1，左边补1
// 符号位为1的右移
for (int i = 0;i < 8 ;i++)  
	System.out.print( Integer.toHexString(0x40000000 >> i) + " ");
output
40000000 20000000 10000000 8000000 4000000 2000000 1000000 800000 

// 符号位为1的右移
// 最高4位为1000， 右移1位，变成1100也就是c,
for (int i = 0;i < 8 ;i++)  
	System.out.print( Integer.toHexString(0x80000000 >> i) + " ");
output
80000000 c0000000 e0000000 f0000000 f8000000 fc000000 fe000000 ff000000

上面的通用法则没有错，但是有一个限制，对int型，移位的位数不超过32，对long型，移位的位数不超过64。现在进行如下测试:

System.out.println(Integer.toHexString(0x80000000 >> 31));
// output: ffffffff
System.out.println(Integer.toHexString(0x80000000 >> 32));
// output: 80000000

System.out.println(Integer.toHexString(0x80000000 >> 31));
// output: ffffffff
System.out.println(Integer.toHexString(0x80000000 >> 32));
// output: 80000000

0x80000000在右移31位后，每个位都成了1（也就是-1），按照这个想法，右移32位理所当然的还是-1，可是右移32位后，得到的结果却又这个数本身。

通过对int，long类型数据左右移进行测试，发现：
java对移位运算"a <<||>> b"的处理，首先做 b mod 32||64运算， 如果a是int型，取mod 32，如果a是double型，取mod 64，然后再使用上面提到的通用移位运算规则进行移位。

以上是我今天遇到的问题，如果您想更多交流，更多学习请联系QQ:444084929【回钦波】