移位操作是把數(shù)據(jù)看作二進(jìn)制數(shù)，然后將其向左或向右移動(dòng)若干位的運(yùn)算。在Java中，移位運(yùn)算符包含三種：<<左移運(yùn)算符，>>帶符號右移運(yùn)算符，>>>無符號右移運(yùn)算符。這三種操作符都只能作用于long,int,short,byte這四種基本整形類型上和char類型上。下面我們來詳細(xì)介紹這三種移位運(yùn)算符。

1.左移操作符<<

左移操作符<<是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制后，向左移動(dòng)若干位，高位丟棄，低位補(bǔ)零。

首先我們可以利用java中的方法獲取一個(gè)數(shù)的二進(jìn)制：Integer.toBinaryString(int val)。

然后我們看下面這個(gè)例子：

public static void main(String[] args) {

int a = 10;

System.out.println("左移前的二進(jìn)制:"+Integer.toBinaryString(a));

a <<= 2;

System.out.println("左移后的二進(jìn)制:"+Integer.toBinaryString(a));

System.out.println("左移后的十進(jìn)制:"+a);

}

首先定義一個(gè)數(shù)，值為10，打印它的二進(jìn)制(1010)，然后進(jìn)行左移操作2位。打印移位后的結(jié)果和二進(jìn)制。

左移前的二進(jìn)制:1010

左移后的二進(jìn)制:101000

左移后的十進(jìn)制:40

可以看出，將原來的二進(jìn)制向左移動(dòng)了兩位，后面進(jìn)行了補(bǔ)零。40=10 * 2 * 2。所以一次左移等于將這個(gè)數(shù)擴(kuò)大了兩倍。對于左移N位，就等于乘以2^n，如40=10*2^2。再來看一個(gè)負(fù)數(shù)的左移：

int b = -8;

System.out.println("左移前的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(b));

b <<= 2;

System.out.println("左移后的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("左移后的十進(jìn)制：" + b);

我們定義了一個(gè)負(fù)數(shù)(-8)，打印出它的二進(jìn)制，進(jìn)行左移2位，左移后打印它的二進(jìn)制，再將10進(jìn)制打印出來查看。

左移前的二進(jìn)制：11111111111111111111111111111000

左移后的二進(jìn)制：11111111111111111111111111100000

左移后的十進(jìn)制：-32

可以明顯的看出二進(jìn)制向左移動(dòng)了兩位，前面的位置丟棄，后面的位置補(bǔ)零。轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制也符合我們之前的運(yùn)算：-32 = -8 * 2 *2。

2.帶符號右移操作符>>

剛才的左移中，它向左移動(dòng)，高位進(jìn)行了丟棄，低位進(jìn)行補(bǔ)零。但是右移操作時(shí)有一個(gè)符號位，操作不當(dāng)將造成答案與預(yù)期結(jié)果不同。

帶符號右移就是在**向右移動(dòng)若干位，低位進(jìn)行丟棄，高位按照符號位進(jìn)行填補(bǔ)。**對于正數(shù)做右移操作時(shí)，高位補(bǔ)充0;負(fù)數(shù)進(jìn)行右移時(shí)，高位補(bǔ)充1。

再來用例子證明一下：

public static void main(String[] args) {

int a = 1024;

System.out.println("a右移前的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(a));

a >>= 4;

System.out.println("a右移后的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(a));

System.out.println("a右移后的十進(jìn)制:"+a);

int b = -70336;

System.out.println("b右移前的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(b));

b >>= 4;

System.out.println("b右移后的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("b右移后的十進(jìn)制:"+b);

}

定義了兩個(gè)變量，a=1024，然后向右移動(dòng)4位。b=-70336也向右移動(dòng)4位。分別將它們的移動(dòng)前后二進(jìn)制和十進(jìn)制打印出來查看。

a右移前的二進(jìn)制：10000000000

a右移后的二進(jìn)制：1000000

a右移后的十進(jìn)制:64

b右移前的二進(jìn)制：11111111111111101110110101000000

b右移后的二進(jìn)制：11111111111111111110111011010100

b右移后的十進(jìn)制:-4396

a原來的二進(jìn)制向右移動(dòng)后，低位被丟棄，高位補(bǔ)充符號位也就是0。b原來的二進(jìn)制向右移動(dòng)后，低位被丟棄，高位補(bǔ)充符號位1。這也符號我們之前的運(yùn)算規(guī)律：

1024 / 2^4^ =16 ;-70336/ 2^4^ = -4396。

3.無符號右移操作符>>>

剛才的帶符號右移操作符，我們在向右移動(dòng)時(shí)帶著高位的符號，正數(shù)填充0，負(fù)數(shù)填充1。現(xiàn)在不帶符號的右移操作符大體與右移操作符一致，只不過不再區(qū)分正負(fù)數(shù)，結(jié)果都是高位補(bǔ)零，低位丟棄。

再用例子來證明一下：

public static void main(String[] args) {

int a = 1024;

System.out.println("a右移前的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(a));

a >>>= 4;

System.out.println("a右移后的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(a));

System.out.println("a右移后的十進(jìn)制:"+a);

int b = -70336;

System.out.println("b右移前的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(b));

b >>>= 4;

System.out.println("b右移后的二進(jìn)制：" + Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("b右移后的十進(jìn)制:"+b);

}

還是剛才帶符號右移的例子：這次我們僅僅把操作符換成無符號的右移操作符。

按照定義，其實(shí)在正數(shù)時(shí)不會(huì)有變化，因?yàn)樵趲Х柕挠乙浦姓龜?shù)也是高位補(bǔ)零。只不過當(dāng)值為負(fù)數(shù)時(shí)會(huì)有變化，讓我們看一下輸出是不是符合猜想。

a右移前的二進(jìn)制：10000000000

a右移后的二進(jìn)制：1000000

a右移后的十進(jìn)制:64

b右移前的二進(jìn)制：11111111111111101110110101000000

b右移后的二進(jìn)制：1111111111111110111011010100

b右移后的十進(jìn)制:268431060

確實(shí)正數(shù)沒有變化，驗(yàn)證了我們的猜想。然后是負(fù)數(shù)，這次向右移動(dòng)時(shí)高位進(jìn)行了補(bǔ)零，低位丟棄。改變后的數(shù)值不再符合我們之前的規(guī)律。

在無符號右移中，當(dāng)值為正數(shù)時(shí)，依然符合之前的規(guī)律移動(dòng)一位相當(dāng)于除以2。但是當(dāng)值為負(fù)數(shù)時(shí)不再符合規(guī)律。

當(dāng)移位的位數(shù)超過數(shù)值所占用的位數(shù)會(huì)怎么樣?

這個(gè)問題很有意思，我們剛剛都僅僅移動(dòng)了2位或者4位，如果我們超過了int的位數(shù)也就是32位后會(huì)怎么樣?我們?nèi)绻麑σ粋€(gè)正數(shù)左移32位，低位補(bǔ)零補(bǔ)充了32次就變成0了，就如同下面代碼所寫的一樣，最終a的結(jié)果會(huì)是什么。會(huì)變成0嗎?

public static void main(String[] args) {

int a = 10;

a <<= 32;

System.out.println(a);

}

經(jīng)過我們運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)a的結(jié)果最終沒變還是10。我們?nèi)绻某勺笠?3位，它的結(jié)果會(huì)變成20。那么它的運(yùn)算規(guī)律會(huì)不會(huì)是當(dāng)超過位數(shù)后僅僅移動(dòng)對位數(shù)的余數(shù)呢?比如對int做操作，它實(shí)際是運(yùn)算 位數(shù)%32次。

經(jīng)過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)答案確實(shí)就是這個(gè)猜想，當(dāng)對int類型處理時(shí)，右移x位的運(yùn)算為x%32位。

對其他類型也是一樣嗎?

我們剛才都是用的int類型，那么對于byte,short,char,long都一樣嗎?

事實(shí)上，Java在對byte,short,char這三種類型進(jìn)行移位操作前，會(huì)將其先轉(zhuǎn)型為int類型，然后再進(jìn)行位操作。由于我們有進(jìn)行了重新賦值將其賦值為原來的byte類型，所以又進(jìn)行了從int到byte的先下轉(zhuǎn)型，也就是截?cái)唷Ｎ覀儗ι厦娴睦舆M(jìn)行一下修改可以更直觀的發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程：

public static void main(String[] args) {

byte b = -1;

System.out.println("操作前十進(jìn)制："+b);

System.out.println("操作前二進(jìn)制："+Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("進(jìn)行無符號右移6位后的十進(jìn)制："+(b>>>6));

System.out.println("操作后二進(jìn)制："+Integer.toBinaryString(b>>>6));

}

在這里我沒有使用=進(jìn)行重新賦值，而是計(jì)算完成后直接打印十進(jìn)制和二進(jìn)制的結(jié)果。

操作前十進(jìn)制：-1

操作前二進(jìn)制：11111111111111111111111111111111

進(jìn)行無符號右移6位后的十進(jìn)制：67108863

操作后二進(jìn)制：11111111111111111111111111

從打印結(jié)果中可以明顯的看出是先轉(zhuǎn)換為int類型，然后進(jìn)行位運(yùn)算，位運(yùn)算結(jié)束后由于重新賦值所以進(jìn)行的截?cái)唷?/p>

對于long類型，它是64位，不用先轉(zhuǎn)換。

我們不難得出結(jié)論，移位符是Java中的基本操作符，實(shí)際支持的類型只有int和long。在對byte,short,char類型進(jìn)行移位操作時(shí)，都會(huì)先將其轉(zhuǎn)換為int類型再進(jìn)行操作。左移<<操作符相當(dāng)于乘以2。帶符號右移操作符>>相當(dāng)于除以2。在Java中使用位運(yùn)算符會(huì)比乘*,除/運(yùn)算符更高效一些。而無符號右移符>>>在移動(dòng)時(shí)高位補(bǔ)零，低位丟棄，在正數(shù)時(shí)仍然相當(dāng)于除以2，但是在負(fù)數(shù)時(shí)結(jié)果卻是變大了(由負(fù)數(shù)變?yōu)檎龜?shù))。

本文對三種移位運(yùn)算符進(jìn)行了詳細(xì)地講解，事實(shí)上，在講解的過程中用到我們之前學(xué)習(xí)的一些Java基礎(chǔ)知識(shí)，比如說Java的移位操作，以及各個(gè)進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。對于，Java零基礎(chǔ)的小伙伴來說，不要急于求成，學(xué)習(xí)更高難度的知識(shí)，而是應(yīng)該返璞歸真，從基礎(chǔ)開始，打好基礎(chǔ)才能鑄就輝煌。