<1>.在瞭解位移之前,先了解一下正數和負數的二進制表示形式以及關係:
舉例15和-15:
15的原碼: 00000000 00000000 00000000 00001111
補碼: 11111111 11111111 11111111 11110000
+1 =
-15的原碼:11111111 11111111 11111111 11110001
負數的原碼即爲:正數的原碼取反,再加1。
<2>位移操作:(只針對int類型的數據有效,java中,一個int的長度始終是32位,也就是4個字節,它操作的都是該整數的二進制數).也可以作用於以下類型,即byte,short,char,long(當然,它們都是整數形式)。當爲這四種類型是,JVM先把它們轉換成int型再進行操作。
<< 左移
>> 右移
>>> 無符號右移
<<和>>爲數值位移,>>>爲邏輯位移。【注】:Java中不存在<<<。
$1>m<<n的含義:把整數m表示的二進制數左移n位,高位移出n位都捨棄,低位補0. (此時將會出現正數變成負數的形式)
實例:
3<<2剖析:
3二進制形式: 00000000 00000000 00000000 00000011,按照$1的原理,得到00000000 00000000 00000000 00001100,即爲12.
左移使整數變爲負數:
10737418<<8
10737418二進制表示形式:00000000 10100011 11010111 00001010,按照$1的原理,得到10100011 11010111 00001010 00000000,
即爲:-1546188288
$2>m>>n的含義:把整數m表示的二進制數右移n位,m爲正數,高位全部補0;m爲負數,高位全部補1.
實例:
3>>2剖析:
3二進制形式: 00000000 00000000 00000000 00000011,按照$2的原理,得到00000000 00000000 00000000 00000000,即爲0.
-3>>2剖析:
-3二進制形式: 11111111 11111111 11111111 11111101,按照$2的原理,得到11111111 11111111 11111111 11111111,即爲-1.
以上:每個整數表示的二進制都是32位的,如果右移32位和右移0位的效果是一樣的。依次類推,右移32的倍數位都一樣。
$3>m>>>n:整數m表示的二進制右移n位,不論正負數,高位都補零。
實例:
3>>>2剖析:
3二進制形式: 00000000 00000000 00000000 00000011,按照$3的原理,得到00000000 00000000 00000000 00000000,即爲0.
-3>>>2剖析:
-3二進制形式: 11111111 11111111 11111111 11111101,按照$3的原理,得到00111111 11111111 11111111 11111111,即爲1073741823.
【注】:對於$1,$2,$3,如果n爲負數:這時JVM會先讓n對32取模,變成一個絕對值小於32的負數,然後再加上32,直到 n 變成一個正數。
實例:
4<<-10
4的二進制形式:00000000 00000000 00000000 00000100,-10對32取模再加上32,不用說了,得到22,則4<<-10,即相當於4<<22。
此時按照再按照$1原理,得到00000001 00000000 00000000 00000000,得到的即爲:16777216。
OK,大功告成。
綜上所述:
m<<n即在數字沒有溢出的前提下,對於正數和負數,左移n位都相當於m乘以2的n次方.
m>>n即相當於m除以2的n次方,得到的爲整數時,即爲結果。如果結果爲小數,此時會出現兩種情況:(1)如果m爲正數,得到的商會無條件的捨棄小數位;(2)如果m爲負數,捨棄小數部分,然後把整數部分加+1得到位移後的值。
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接下來在此說說位操作的好處,速度超快,這些都是底層的二進制機器操作指令。
比如:a*2,
1.jvm先爲變量a分配空間;
2.再進行a*2的操作;
3.再把結果返回給相應的變量。
而a<<1,和a*2一樣,它只需要一條指令即可,速度很快。當然前三種位移操作都是對2的倍數
進行操作時可用。
再進行些許補充,談到位操作,當然還要說到四個操作符:~(按位非),|(按位或),&(按位
與),^(按位異或),這些都是大學計算機基礎用法,對整數的二進制形式進行操作,然後再
轉換爲整數,具體操作如下。
1.~(按位非):【解義】對該整數的二進制形式逐位取反。
~4:(一元操作符)
4的二進制形式爲:00000000 00000000 00000000 00000100,逐位取反後得
到:11111111 11111111 11111111 11111011,即爲-5.
2.|(按位或):【解義】對兩個整數的二進制形式逐位進行邏輯或運算,原理爲:1|0=1,0|0=0
等。
4|-5:
4的二進制形式爲:00000000 00000000 00000000 00000100,
-5的二進制形式爲:11111111 11111111 11111111 11111011,
逐位進行邏輯或運算:11111111 11111111 11111111 11111111,即得到-1.
3.&(按位與):【解義】對兩個整數的二進制形式逐位進行邏輯與運算,原理:1|0=0,0|0=0,1&1=1等。
4|-5:
4的二進制形式爲:00000000 00000000 00000000 00000100,
-5的二進制形式爲:11111111 11111111 11111111 11111011,
逐位進行邏輯與運算:00000000 00000000 00000000 00000000,即得到0.
4.^(按位異或):【解義】對兩個整數的二進制形式逐位進行邏輯異或運算,原理:1^1=0,1^0=1,0^1=1,0^0=0.
4^-5:
4的二進制形式爲:00000000 00000000 00000000 00000100,
-5的二進制形式爲:11111111 11111111 11111111 11111011,
逐位進行邏輯異或運算:11111111 11111111 11111111 11111111,即得到-1.