复习笔记5 位运算符 以及位移超出整数类型边界的回滚原理

public class Test6
{
	public static void main(String[] args)
	{
		//位运算符
		// << 左移运算符
		//5 的二进制是 0000 0101
		//左移一位的话0000 1010
		//5 左移一位是10，是不是相当于5*2
		System.out.println(5 << 1);
		//3左移一位正好是6
		System.out.println(3 << 1);
		//3左移两位是12，也就是*4
		System.out.println(3 << 2);
		//对比下，其实这个表达式跟上方的位移的结果
		//是一致的，运算效率上却要慢很多，这里只是
		//描述下，左移相当于乘上2的几次幂
		System.out.println((int)(3 * Math.pow(2, 2)));
		//下边发现左移0和32还是5，为什么呢？
		System.out.println(5 << 0);
		System.out.println(5 << 32);
		//木哈哈，这个绝对大杀器，为什么-1是31，-2是30？
		System.out.println(5 << -1);
		System.out.println("====================================>");
		
		//打印一下x的位移情况，发现左移32位，x还是
		//原值，为什么会这样？
		//分析下最后几行，发现，并不是逐位补位的，
		//最后一行的像突然插进去的一样。
		int x = 7;
		for (int shift = 0; shift <= 32; shift++)
        {
	        System.out.println(getIntegerToBinary(x << shift));
        }
		System.out.println("====================================>");
		//到这里可以看见，貌似从32开始，又开始像0-31
		//那样子逐位位移了，到第64次的时候又会在继续
		//这看起来是不是像模运算呢？
		//其实这不难理解，比如没有这个现象的话，咱就单
		//说位移，32位之后就都是0了吧，显然没有意义，
		//对于一个int的有效位移次数仅是0-31
		System.out.println(getIntegerToBinary(x << 33));
		System.out.println("====================================>");
		//事实证明，猜想是对的，但问题是，真的是这样？
		//模运算是很慢的，如果真是这样，位移操作还能比
		//乘法快？
		for (int shift = 0; shift <= 32; shift++)
        {
	        System.out.println(getIntegerToBinary(x << shift % 32));
        }
		System.out.println("====================================>");
		//既然有效位移次数是0-31，那么31的2进制是什么？
		//是11111五个一，咱是不是只需要拿到位移次数的
		//低五位就可以了？你可以打印下0-64的2进制，看看
		//后5位是什么情况
		//如果这个实在难以理解，你就当成是32进制，每次取
		//这个数的32进制的个位数
		for (int shift = 0, mask = 0x0000001f; shift <= 32; shift++)
        {
	        System.out.println(getIntegerToBinary(x << (shift & mask)));
        }
		System.out.println("====================================>");
		//这个眼熟不？如果 % 的方式是对的？左移-1位你怎么
		//解释？当然你理解成0相当于32，-1相当于31这是可以
		//但是，你怎么解释-1和31的关系？有什么证据？
		//总不能说-1%32是31，那还不让人笑掉大牙？
		//-1 & 0x0000001f是多少？取后五位正好是31
		System.out.println(getIntegerToBinary(x << (-1 % 32)));
		System.out.println(getIntegerToBinary(x << (-1 & 0x0000001f)));
		//将上边的两行化简，最后就是这样的了，结果一样，那
		//也就是说-1被处理，跟%没有一毛钱关系，问题发生在
		//-1怎么变成31，呵呵，已经很明显了吧？
		System.out.println(getIntegerToBinary(x << -1));
		System.out.println(getIntegerToBinary(x << 31));
		System.out.println("====================================>");

		//这个足够看出来3种位移方式的区别了
		//至于？的运算符，+ ^ |三种都行
		//就是个孔雀开屏而已
		for (int shift = 1; shift < Integer.SIZE; shift++)
        {
			System.out.print(getIntegerToBinary(-1 << shift));
			System.out.print(" ? " + getIntegerToBinary(-1 >>> Integer.SIZE - shift));
			System.out.println(" = " +getIntegerToBinary(-1 >> shift));
	        
        }
		System.out.println("====================================>");
		//上边的另外一种实现方式
		int a = -1;
		for (int i =1;i<32; i++)
		{        
            a=a<<1;
            System.out.println(getIntegerToBinary(a)+" ^ "
                                   +getIntegerToBinary(~a)+" = "
                                   +getIntegerToBinary(a+~a));
		}        
		System.out.println("====================================>");

	}
	
	public static final String DEFAULT_INT_ZERO = "00000000000000000000000000000000";
	public static final String getIntegerToBinary(int value)
	{
		String binary = Integer.toBinaryString(value);
		int length = Integer.SIZE - binary.length();
		return DEFAULT_INT_ZERO.substring(0, length) + binary;
	}

}