Java中的移位运算

1、左移运算符

左移运算符<<使指定值的所有位都左移规定的次数。

1）它的通用格式如下所示：

value << num
num 指定要移位值value 移动的位数。
左移的规则只记住一点：丢弃最高位，0补最低位
如果移动的位数超过了该类型的最大位数，那么编译器会对移动的位数取模。如对int型移动33位，实际上只移动了33%32=1位。

2）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。
当左移的运算数是int 类型时，每移动1位它的第31位就要被移出并且丢弃；
当左移的运算数是long 类型时，每移动1位它的第63位就要被移出并且丢弃。
当左移的运算数是byte 和short类型时，将自动把这些类型扩大为 int 型。

3）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

4）计算过程：

例如：3 <<2(3为int型)
1）把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，
2）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，
3）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，
转换为十进制是12。

移动的位数超过了该类型的最大位数，
如果移进高阶位（31或63位），那么该值将变为负值。下面的程序说明了这一点：

//Left shifting as a quick way to multiply by 2.
class MultByTwo {
    public static void main(String args[]) {
        int i;
        int num = 0xFFFFFFE;
        for(i=0; i<4; i++) {
            num = num << 1;
            System.out.println(num);
        }
    }
}

该程序的输出如下所示：

536870908
1073741816
2147483632
-32

注：n位二进制，最高位为符号位，因此表示的数值范围-2^(n-1) ——2^(n-1) -1,所以模为2^(n-1)。在Java中，整数的二进制是以补码的形式存在的。

2、 右移运算符

右移运算符>>使指定值的所有位都右移规定的次数。

1）它的通用格式如下所示：

value >> num
num 指定要移位值value 移动的位数。
右移的规则只记住一点：符号位不变，左边补上符号位

2）运算规则：

按二进制形式把所有的数字向右移动对应的位数，低位移出(舍弃)，高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1
当右移的运算数是byte 和short类型时，将自动把这些类型扩大为 int 型。
例如，如果要移走的值为负数，每一次右移都在左边补1，如果要移走的值为正数，每一次右移都在左边补0，这叫做符号位扩展（保留符号位）（sign extension ），在进行右移操作时用来保持负数的符号。

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。

4）计算过程

11 >>2(11为int型)
1)11的二进制形式为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011
2)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。
3)最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。
转换为十进制是2。

35 >> 2(35为int型)
35转换为二进制：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0011
把低位的最后两个数字移出：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
转换为十进制： 8

5）在右移时不保留符号的出来

右移后的值与0x0f进行按位与运算，这样可以舍弃任何的符号位扩展，以便得到的值可以作为定义数组的下标，从而得到对应数组元素代表的十六进制字符。

例如

class HexByte {
    public static public void main(String[] args) {
        char hex[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',
                         '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
        byte b = (byte) 0xf1;
        System.out.println("b = 0x" + hex[(b >> 4) & 0x0f] + hex[b & 0x0f]);
    }
}

(b >> 4) & 0x0f的运算过程：
b的二进制形式为：1111 0001
4位数字被移出：1111 1111
按位与运算:0000 1111
转为10进制形式为：15
b & 0x0f的运算过程：
b的二进制形式为：1111 0001
0x0f的二进制形式为：0000 1111
按位与运算：0000 0001
转为10进制形式为：1
所以，该程序的输出如下：
b = 0xf1

3、无符号右移

无符号右移运算符>>>

它的通用格式如下所示：

value >>> num
num 指定要移位值value 移动的位数。无符号右移的规则只记住一点：忽略了符号位扩展，0补最高位
无符号右移规则和右移运算是一样的，只是填充时不管左边的数字是正是负都用0来填充，无符号右移运算只针对负数计算，因为对于正数来说这种运算没有意义

无符号右移运算符>>> 只是对32位和64位的值有意义

位运算：（原码、反码、补码等）
Java位运算的基础及使用（意义）（最后有一个有意思的位运算的题目）
java中位运算^,&,<<,>>,<<<,>>>总结