java中"<<",">>",">>>"等左移右移符号辨析

本文详细介绍了Java中三种移位运算符(带符号左移、带符号右移、无符号右移)的工作原理及示例代码,并特别指出char、byte、short类型在移位操作时会被转换为int类型。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

java中有以下移位运算规则:

"<<":带符号左移,向左移动n位,向低位添加0,如下图所示

public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		int a = -1;
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));
		a <<= 2;//a左移两位
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));		
	
	}
}
/*
 * 结果如下:
 * 11111111111111111111111111111111(-1的补码)
 * 11111111111111111111111111111100
 * */

"a>>n":带符号右移,向右移动n位。如果a为正数,向高位添加0;如果a为负数,向高位添加1。如下图所示

import java.awt.print.Printable;

import javax.xml.crypto.dsig.SignedInfo;



public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		int a = -1;
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));
		a >>= 2;//a右移两位
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));		
		
		int b = 1;
		System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
		b >>= 2;//a右移两位
		System.out.println(Integer.toBinaryString(b));	
		
	
	}
}
/*
 * 结果如下:
 * 11111111111111111111111111111111
 * 11111111111111111111111111111111
 * 1
 * 0
 * */

"a>>>n":无符号右移,无论a为正负,都在高位添加0,如下所示

import java.awt.print.Printable;

import javax.xml.crypto.dsig.SignedInfo;



public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		int a = -1;
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));
		a >>>= 2;//a右移两位
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));		
		
		int b = 1;
		System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
		b >>>= 2;//a右移两位
		System.out.println(Integer.toBinaryString(b));	
		
	
	}
}
/*
 * 结果如下:
 * 11111111111111111111111111111111
 * 111111111111111111111111111111
 * 1
 * 0
 * */

另外特别要注意:

char,byte,short型数据转换时,会先被转换为int型在进行移位,结果仍然为int型。所以如果用short,byte进行移位,得不到预期的结果,如下所示

public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		byte a = -1;
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));
		a >>= 2;//a右移两位
		System.out.println(Integer.toBinaryString(a));		
		
		short b = -1;
		System.out.println(Integer.toBinaryString(b));
		b >>>= 2;//a右移两位
		System.out.println(Integer.toBinaryString(b));	
		
	
	}
}
/*
 * 结果如下:(都是按照int型处理)
 * 11111111111111111111111111111111
 * 11111111111111111111111111111111
 * 11111111111111111111111111111111
 * 11111111111111111111111111111111
 * */
如果使用long,结果则为long型,跟预期结果一致

<think>好的,我现在需要回答用户关于C++中<<和>>运算符的问题。用户已经提供了相关的引用资料,我需要先仔细理解这些内容,然后组织成清晰的中文回答,同时遵循系统级的格式要求。 首先,用户的问题是关于<<和>>运算符的作用及用法。根据引用资料,这些运算符在C++中有两种主要用途:输入输出操作和位移运算。此外,用户还提到了运算符重载的内容,特别是对于自定义类的输入输出支持。 我需要先分开讨论这两种不同的用途,避免混淆。输入输出流运算符的重载需要作为友元函数,而位移运算则是针对整型数的位操作。同时,引用资料中还提到了位移运算的一些细节,比如处理不同类型时的位移次数取余规则。 接下来,我需要确保回答结构清晰,分点说明。可能需要分为输入输出运算符和位移运算符两个部分,每个部分再细讲用法、示例以及重载方法。同时,用户提供的引用中有多个例子,比如字符串类的重载案例,这些可以作为补充说明。 还需要注意用户提供的引用编号,确保正确引用。例如,输入输出运算符的重载需要引用[2]和[3],位移运算符引用[5]等。在回答中需要自然地添加引用标识,例如在说明输入输出时引用相关段落。 然后,生成相关问题部分需要提出与主题相关的问题,比如性能、应用场景、重载注意事项等,确保问题有针对性,能够帮助用户进一步学习。 最后,检查是否符合格式要求:行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但这个问题可能涉及代码示例较多,数学公式较少。注意代码块的使用,如示例中的Python代码,但用户的问题是关于C++的,可能需要展示C++的运算符重载代码示例。 现在开始组织内容: 第一部分,输入输出运算符。说明其基本用途,如cout和cin的使用,然后提到对于自定义类型需要重载,引用[2]和[3]。给出示例代码,比如重载<<运算符的函数定义,并说明必须作为友元函数的原因。 第二部分,位移运算符。解释左移右移的二进制操作,以及带符号和无符号右移的区别,引用[5]。给出位移运算的示例,如a << 2,说明运算规则,以及位移次数取余的注意事项。 第三部分,运算符重载的案例。例如,在字符串类中重载比较运算符,引用[4],但这里可能更侧重于输入输出重载的示例,所以可能需要调整,或者提到其他重载案例作为扩展。 在回答过程中,需要确保LaTeX的正确使用,例如数学表达式或变量用$符号包裹。例如,位移运算中的左移可以表示为$a << n$,对应的数学运算是$a \times 2^n$,用$...$包裹。 最后生成相关问题,比如输入输出运算符重载的注意事项、位移运算的应用场景、运算符重载的限制等。 现在需要检查是否有遗漏或错误,比如是否混淆了位移运算符的符号,是否正确引用了相关资料,尤其是引用编号是否正确对应。确保每个引用只在相关部分末尾出现一次,并且自然融入内容中。</think>### C++中`<<`和`>>`运算符的作用及用法 C++中的`<<`和`>>`运算符有两种主要用途:**输入输出操作**和**位移运算**。以下是详细说明: --- #### 一、输入输出运算符 1. **基本功能** - `<<`(流插入运算符):用于向**输出流**(如`cout`)写入数据。例如: ```cpp std::cout << "Hello" << 42; // 输出字符串和整数 ``` - `>>`(流提取运算符):用于从**输入流**(如`cin`)读取数据。例如: ```cpp int x; std::cin >> x; // 从输入读取整数到变量x ``` - 标准库已支持基本数据类型(如`int`、`double`)的输入输出[^1][^2]。 2. **运算符重载** 若需直接对**自定义类对象**进行输入输出,需重载这两个运算符。重载时需注意: - 必须声明为类的**友元函数**(因需访问私有成员)。 - 函数返回流对象的引用以支持链式操作。 示例(字符串类输出重载): ```cpp class MyString { public: friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyString& s); private: char* data; }; std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyString& s) { os << s.data; return os; } ``` 调用时可直接使用:`std::cout << myStr;`[^3]。 --- #### 二、位移运算符 1. **二进制位移操作** - `<<`(左移):将二进制位向左移动,右侧补零。等价于乘以$2^n$。 例如:`a << 2` 表示将`a`的二进制左移2位。 - `>>`(带符号右移):将二进制位向右移动,左侧补符号位(正数补0,负数补1)。等价于除以$2^n$(向下取整)。 例如:`-8 >> 1` 结果为`-4`。 - `>>>`(无符号右移,仅Java支持):右移时左侧补零,C++中无此运算符[^5]。 2. **位移规则** - 对`byte`、`short`、`char`和`int`类型,实际位移次数为`移动次数 % 32`。 - 对`long`类型,实际位移次数为`移动次数 % 64`。 例如:`x << 33`(`x`为`int`)等价于`x << 1`[^5]。 --- #### 三、关键区别 | 场景 | `<<` / `>>` 用途 | 操作对象 | 是否可重载 | |--------------|-----------------------|--------------------|------------| | 输入输出流 | 数据读写 | 流对象(如`cout`) | 是(需友元)| | 位移运算 | 二进制位操作 | 整型变量 | 否 | ---
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