Java的移位运算符

移位运算符面向的运算对象也是二进制的“位”。可单独用它们处理整数类型（主类型的一种）。左移位运算符（<<）能将运算符左边的运算对象向左移动运算符右侧指定的位数（在低位补0）。“有符号”右移位运算符（>>）则将运算符左边的运算对象向右移动运算符右侧指定的位数。“有符号”右移位运算符使用了“符号扩展”：若值为正，则在高位插入0；若值为负，则在高位插入1。Java也添加了一种“无符号”右移位运算符（>>>），它使用了“零扩展”：无论正负，都在高位插入0。这一运算符是C或C++没有的。

　　若对char，byte或者short进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换成一个int。只有右侧的5个低位才会用到。这样可防止我们在一个int数里移动不切实际的位数。若对一个long值进行处理，最后得到的结果也是long。此时只会用到右侧的6个低位，防止移动超过long值里现成的位数。但在进行“无符号”右移位时，也可能遇到一个问题。若对byte或short值进行右移位运算，得到的可能不是正确的结果（Java 1.0和Java 1.1特别突出）。它们会自动转换成int类型，并进行右移位。但“零扩展”不会发生，所以在那些情况下会得到-1的结果。可用下面这个例子检测自己的实现方案：

　　//: 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);

　　}

　　} ///:~

　　移位可与等号（<<=或>>=或>>>=）组合使用。此时，运算符左边的值会移动由右边的值指定的位数，再将得到的结果赋回左边的值。

　　下面这个例子向大家阐示了如何应用涉及“按位”操作的所有运算符，以及它们的效果：

　　//: 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();

　　}

　　} ///:~

　　程序末尾调用了两个方法：pBinInt()和pBinLong()。它们分别操作一个int和long值，并用一种二进制格式输出，同时附有简要的说明文字。目前，可暂时忽略它们具体的实现方案。

　　大家要注意的是System.out.print()的使用，而不是System.out.println()。print()方法不会产生一个新行，以便在同一行里罗列多种信息。

　　除展示所有按位运算符针对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，使大家能体会它们的情况。注意高位代表正负号：0为正，1为负。下面列出int部分的输出：

　　-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

　　数字的二进制形式表现为“有符号2的补值”。