Java 移位运算符

最新推荐文章于 2025-01-03 10:50:19 发布

原创最新推荐文章于 2025-01-03 10:50:19 发布 · 219 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#java

java 专栏收录该内容

7 篇文章

订阅专栏

本文深入解析Java中的三种移位运算符：左移(<<)、带符号右移(>>)和无符号右移(>>>)。通过实例演示了这些运算符如何操作二进制数，以及它们在处理正负数时的不同行为。

Java 中有三种移位运算符，分别是：

<<：左移运算符
>>：带符号右移
>>>：无符号右移

那么这个移位运算符该怎么理解呢？顾名思义，移位移位，就是移动位置。那么问题来了，既然是移动位置，那么移位运算符移动的是谁的位置，怎么移？我们写个程序测试一下。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("----------- 初始值 -----------");
        int number = 10;
        System.out.println("十进制：" + number + "\t二进制：" + Integer.toBinaryString(number));
        leftShift(number);
        rightShift(number);
        unsignedRightShift(number);
    }

    public static void leftShift(int number) {
        System.out.println("----------- 左移 -----------");
        number = number << 1;
        System.out.println("十进制：" + number + "\t二进制：" + Integer.toBinaryString(number));
    }

    public static void rightShift(int number) {
        System.out.println("----------- 带符号右移 -----------");
        number = number >> 1;
        System.out.println("十进制：" + number + "\t二进制：" + Integer.toBinaryString(number));
    }

    public static void unsignedRightShift(int number) {
        System.out.println("----------- 无符号右移 -----------");
        number = number >>> 1;
        System.out.println("十进制：" + number + "\t二进制：" + Integer.toBinaryString(number));
    }
}

上述程序执行后的结果如下：

----------- 初始值 -----------
十进制：10	二进制：1010
----------- 左移 -----------
十进制：20	二进制：10100
----------- 带符号右移 -----------
十进制：5	二进制：101
----------- 无符号右移 -----------
十进制：5	二进制：101

观察结果我们发现，实际上移位运算符移动的是二进制数值的位置。

以上述结果数据为例，初始值 10 的二进制为 1010，使用 10 << 1 向左移动一位后，即整串 1010 向左移动，然后在右端补 0，最后结果即为 10100。

但是，右移就显得复杂了些。我们注意到，Java 中右移分为带符号右移和无符号右移，那么两者有什么区别呢？

带符号右移在向右移位后，会在左侧补上原最高位的值。

无符号右移在向右移位后，会在左侧补上直接补上 0。

在上面的例子里，由于初始值 10 的二进制最高位为 0，所以无论是使用带符号右移还是无符号右移，二进制 1010 都会向右移动一位，然后在左端补 0，最后结果即为 101。

我们现在换个初始值，使其二进制首位为 1，即可观察到带符号右移和无符号右移的差异。

假设初始值为 -10，运行上面的程序，得到以下结果：

----------- 初始值 -----------
十进制：-10	二进制：11111111111111111111111111110110
----------- 左移 -----------
十进制：-20	二进制：11111111111111111111111111101100
----------- 带符号右移 -----------
十进制：-5	二进制：11111111111111111111111111111011
----------- 无符号右移 -----------
十进制：2147483643	二进制：1111111111111111111111111111011

乍一看好像没什么区别，但是把右移后的二进制值复制到一起，会发现有趣的事。

11111111111111111111111111111011
1111111111111111111111111111011

我们发现，无符号右移后的二进制值少了一位。实际上是由于 toBinaryString 没有把二进制前的 0 打印出来而已，我们现在把这个 0 补上，再比较一下。

11111111111111111111111111111011
01111111111111111111111111111011

确实如上面所说，带符号右移和无符号右移的区别就在于右移后左侧是补 0 还是补最高位的值。

现在，我们可以对上面所述内容做个总结：

<<：表示左移运算符，作用是将二进制数左移 N 位，并在右侧补齐 0
>>：表示带符号右移，作用是将二进制数右移 N 位，并在左侧补齐最高位对应的值
>>>：表示无符号右移，作用是将二进制数右移 N 位，并在左侧补齐 0