Java >>和>>>按位移位运算符

最新推荐文章于 2021-09-06 10:21:26 发布

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本文深入探讨Java中的位移运算符>>和>>>，解释算术右移和逻辑右移的区别，通过示例说明如何在正数和负数上应用这些运算符，以及它们在不同位数上的表现。

在编程中，按位移位运算符>>表示算术右移， >>>表示逻辑右移，其差为：

>> ，它在右移n位（扩展符号）后保留符号（正数或负数）。
>>> ，它会在右移n位（零扩展）后忽略符号。

要使用按位移位运算符>>和>>> 。首先，我们需要知道Java如何使用二进制补码来表示有符号数（正数和负数）。

1. Java和Two的补语。

Java使用二进制补码来表示带符号的数字（正数和负数）。在下面的示例中，我们将向您展示如何用二进制补码表示正数和负数。

注意
在二进制补码中，左第一位（最高有效位）代表符号，0是正数，1是负数

1.1例如2和-2

2的二进制格式是0000 0010

0000 0010

-2（二进制补码）的二进制格式是1111 1110

0000 0010 (positive 2)
  1111 1101 (invert bits)
  1111 1110 (add 1)
  1111 1110 (-2 in binary)

1.2另一个示例19和-19

19的二进制格式是0001 0011

0001 0011

-19的二进制格式是1110 1101 。

0001 0011 (positive 19)
  1110 1100 (invert bits)
  1110 1101 (add 1)
  1110 1101 (-19 in binary)

2.算术右移>>或带符号的扩展名。

算术右移>>或带符号的右移保留位移位后的符号（正数或负数）。此>>运算符使用原始的最高有效位（左侧的第一位）填充所有左侧的空白位置。

PS照片从Wikipedia复制。

2.1例如，以8位为数字19，然后算术右移2位19 >> 2 。

19         = |0001 0011|
                >> 2
19 >> 2    = |??00 0100|11

在上面的示例中，最后2位11从8位中移出了，但是我们应该在左边的前两个空白位置填充什么呢？

答案取决于原始的最高有效位（msb）。在此示例中，原始msb为0，我们填写?? 与0。

19         = |{0=msb}001 0011|
                >> 2
19 >> 2    = |??00 0100|11
19 >> 2    = |0000 0100|11

2.2另一个例子，用8位数字-19，我们算术右移2位-19 >> 2 。

-19        = |1110 1101|
                >> 2
-19 >> 2   = |??11 1011|01

在上面的示例中，原始msb为1，我们填充了?? 与11 。

-19        = |{1=msb}110 1101|
                >> 2
-19 >> 2   = |??11 1011|01
-19 >> 2   = |1111 1011|01

同样，以二进制补码形式，左边的第一位（msb）表示符号，0是正数，1是负数。复制原始最高有效位（msb）以填充空位的概念将在移位后保留符号-有符号扩展名。

题
问：等等， -19 >> 2的答案是什么？
答：答案是1111 1011或-5 。

这就是二进制补数对负数起作用的方式。

1111 1011 (this is a negative number)
  1111 1010 (sub 1)
  0000 0101 (invert bits)
  0000 0101 (1x2^0 + 1x2^2 = 5)

在二进制补码中，左边的第一位为1表示否定，答案为-5。

3.逻辑右移>>>或零扩展。

此>>>逻辑右移忽略该符号，并用零填充所有左边的空白位置。

PS照片从Wikipedia复制。

3.1例如，以8位为数字19，我们将逻辑右移2位19 >>> 2 。

19         = |0001 0011|
                >>> 2
19 >>> 2   = |??00 0100|11

19         = |0001 0011|
                >>> 2
19 >>> 2   = |0000 0100|11

3.2对于负数-19，它是相同的。无论什么条件，逻辑右移都将用零填充左空白位置，而忽略符号。

-19        = |1110 1101|
                >>> 2
-19 >>> 2  = |??11 1011|01

-19        = |1110 1101|
                >>> 2
-19 >>> 2  = |0011 1011|01

题
问：再等等， -19 >>> 2的答案是什么？

对于8位。答案是59。

0011 1011 (positive number)
  0011 1011 (1x2^0) + (1x2^1) + (1x2^3) + (1x2^4) + (1x2^5)
  0011 1011 (1 + 2 + 8 + 16 + 32) = 59

在Java中，整数是32位4字节。答案是1073741819。

System.out.println(-19>>>2); // 1073741819

在Java中， -19 ，将其转换为二进制。

Input -19  = 11111111|11111111|11111111|11101101
-19 >> 2   = 11111111|11111111|11111111|11111011  = -5
-19 >>> 2  = 00111111|11111111|11111111|11111011  = 1073741819

这些按位运算符>>>或>>有什么用例？请发表评论，谢谢。

注意
如果您发现任何错误或错字，特别是二进制格式，请发表评论并让我知道🙂

4.二进制格式的Java Print Integer。

这是Java程序，使用Integer.toBinaryString以Binary格式打印Integer 。

ByteSign.java

package com.mkyong.crypto.bytes;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class ByteSign {

    public static final String OUTPUT_FORMAT = "%32s";

    public static void main(String[] args) {

        String STRING_FORMAT = "%-10s = %s";

        int number = 24;

        System.out.println("Positive Number");
        System.out.println(String.format(STRING_FORMAT, "Input " + number, printBinary(number)));
        System.out.println(String.format(STRING_FORMAT, number + " >> 2", printBinary(number >> 2)));      
        System.out.println(String.format(STRING_FORMAT, number + " >>> 2", printBinary(number >>> 2)));

        int number2 = -19;

        System.out.println("\nNegative Number");
        System.out.println(String.format(STRING_FORMAT, "Input " + number2, printBinary(number2)));
        System.out.println(String.format(STRING_FORMAT, number2 + " >> 2", printBinary(number2 >> 2)));
        System.out.println(String.format(STRING_FORMAT, number2 + " >>> 2", printBinary(number2 >>> 2)));

    }

    public static String printBinary(int number) {
        return printBinary(number, 8, "|");
    }

    public static String printBinary(int number, int blockSize, String separator) {

        // pad leading zero
        String pBinary = String
                .format(OUTPUT_FORMAT, Integer.toBinaryString(number))
                .replace(" ", "0");

        // split by blockSize
        List<String> result = new ArrayList<>();
        int index = 0;
        while (index < pBinary.length()) {
            result.add(pBinary.substring(index, Math.min(index + blockSize, pBinary.length())));
            index += blockSize;
        }

        return result.stream().collect(Collectors.joining(separator));
    }
}

输出量

Terminal

Positive Number
Input 24   = 00000000|00000000|00000000|00011000
24 >> 2    = 00000000|00000000|00000000|00000110
24 >>> 2   = 00000000|00000000|00000000|00000110

Negative Number
Input -19  = 11111111|11111111|11111111|11101101
-19 >> 2   = 11111111|11111111|11111111|11111011
-19 >>> 2  = 00111111|11111111|11111111|11111011

参考文献

标签：移位按位 Java 符号扩展两个补码

翻译自: https://mkyong.com/java/java-and-bitwise-shift-operator/