java右移运算会移动符号位吗

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mob64ca1416b5a8 2024-12-15 19:22:44

文章标签 java右移运算会移动符号位吗 java中6左移2怎么算补码 System 反码 文章分类 Java 后端开发

首先要明白一点，这里面所有的操作都是针对存储在计算机中中二进制的操作，那么就要知道，正数在计算机中是用二进制表示的，负数在计算机中使用补码表示的。

左移位：<

左移操作时将运算数的二进制码整体左移指定位数，左移之后的空位用0补充

右移位：>>，有符号的移位操作

右移操作是将运算数的二进制码整体右移指定位数，右移之后的空位用符号位补充，如果是正数用0补充，负数用1补充。

例子：
public static void main(String[] args)
{
System.out.println(3<<2);//3左移2位
System.out.println(-3<<2);//-3左移2位
System.out.println(6>>2);//6右移2位
System.out.println(-6>>2);//-6右移2位
}
输出结果
12
-12
1
-2
下面解释一下：
00000000 00000000 00000000 00000011 +3在计算机中表示
000000 00000000 00000000 0000001100 左移2位，补0，结果为12
----------------------------------------------------------------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00000011 +3在计算机中表示
11111111 11111111 11111111 11111100
11111111 11111111 11111111 11111101 -3在计算机中表示
111111 11111111 11111111 1111110100 左移2位，补0，结果为负数，就是补码了，求原码
10000000 00000000 00000000 00001011
10000000 00000000 00000000 00001100 结果-12
----------------------------------------------------------------------------------------------
这也说明了一个问题：在计算机中，以1开头的就是补码的形式，是负数。
00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
0000000000 00000000 00000000 00000110 右移两位，正数补0，结果为1
----------------------------------------------------------------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
11111111 11111111 11111111 11111001
11111111 11111111 11111111 11111010 -6在计算机中的表示
11111111 11111111 11111111 11111010 右移两位，结果为负数
1000000000 00000000 00000000 000001
1000000000 00000000 00000000 000010 结果为-2
这个地方很容易弄混，多想几次就会慢慢理解了。
上面解释了带符号的移位操作，下面解释一下不带符号的移位操作
无符号的移位只有右移，没有左移使用“>>>”进行移位，都补充0
例如：
public static void main(String[] args)
{
System.out.println(6>>>2);
System.out.println(-6>>>2);
}
结果：
1
1073741822
分析：
00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
00000000 00000000 00000000 00000110 右移两位，正数补0，结果为1
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
00000000 00000000 00000000 00000110 +6在计算机中表示方法
11111111 11111111 11111111 11111001
11111111 11111111 11111111 11111010 -6在计算机中的表示
0011111111 11111111 11111111 111110 右移两位，补充0，结果为1073741822
可以参考
移位操作要注意的问题是高(低)位是补0还是补1和对char, byte, short型的操作：
(1)<< : (left-shift), 最低位补0
(2)>> : (signed right-shift), 右移过程使用符号位扩展(sign extension)，即如果符号为为1则高位补1， 是0则补0，也就是逻辑右移
(3)>>> : (unsigned right-shit),右移过程使用零扩展(zero extension),即最高位一律补0，也就是算术右移
(4)移位操作的数据类型可以是byte, char, short, int, long型，但是对byte, char, short进行操作时会先把它们变成一个int型，最后得到一个int型的结果，对long型操作时得到一个long型结果，不可以对boolean型进行操作。
(5)移位操作符可以和＝合并起来，即 <<= 、 >>= 和 >>>=。例如 a >>= 2; 表示将a右移两位后的值重新赋给a。当时在使用这三个操作符对 byte, char, short型数据进行操作时要注意，例如有一下代码片段：
public class ShiftTest
{
public static void main(String [] args)
{
byte a;
byte b;
byte c;
a = 127;
b = 127;
c = 127;
a <<= 2;
System.out.println(a);
System.out.println(b <<= 2);
System.out.println(c <
}
}
运行结果是：
-4
-4
508
这说明了在操作a <<= 2 执行过程是这样的：先将 byte型的数 127变成int型，左移2位得到 508，然后把508赋给byte型变量a时只是简单地"折断"(truncate)得到数-4。编译时编译器不会提示你可能损失精度(实际上在本例中确实是损失精度了)，但是如果你把a <<= 2改成 a = a << 2;编译器就会提示可能损失精度了。
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移位操作的简单计算方法
>>右移操作
x>>y
就是x除以2的y此方,取整数
<
X<
就是x乘以2的y次方
二进制、位运算、位移运算
思考题
1、请看下面的代码段，回答a,b,c,d,e结果是多少？
public static void main(String []args){
int a=1>>2;
int b=-1>>2;
int c=1<<2;
int d=-1<<2;
int e=3>>>2;
//a,b,c,d,e结果是多少
System.out.println("a="+a);//a=0
System.out.println("b="+b);//b=-1
System.out.println("c="+c);//c=4
System.out.println("d="+d);//d=-4
System.out.println("e="+e);//e=0
}
注：">>"代表算术右移，"<>>"代表逻辑右移
2、请回答在java中，下面的表达式运算的结果是：
~2=?//-3
2&3=?   //2
2|3=?   //3
~-5=?   //4
13&7=?  //5
5|4=?   //5
-3^3=?  //-2
注："~"代表位取反，"&"代表位与，"|"代表位或，"^"代表位异或

二进制--基本概念

二进制是逢2进位的进位制，0、1是基本算符。

现代的电子计算机技术全部采用的是二进制，因为它只使用0、1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。计算机内部处理的信息，都是采用二进制数来表示的。二进制(Binary)数用0和1两个数字及其组合来表示任何数。进位规则是“逢2进1”，数字1在不同的位上代表不同的值，按从右至左的次序，这个值以二倍递增。

注：1个字节=8位bit,

bit最高位是符号位如：■□□□□□□□黑色方框为符号位。
符号位0代表正数，1代表负数
二进制--原码、反码、补码
对于有符号的而言：
1、二进制的最高位是符号位：0表示正数，1表示负数
2、正数的原码、反码、补码都一样
3、负数的反码=它的原码符号位不变，其它位取反
4、负数的补码=它的反码+1
5、0的反码，补码都是0
6、java没有无符号数，换言之，java中的数都是有符号的
7、在计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的。
位运算符和移位运算
java中有4个位运算，分别是“按位与&、按位或|、按位异或^，按位取反~”，它们的运算规则是：
按位与&：两位全为1，结果为1
按位或|：两位有一个为1，结果为1
按位异或^：两位一个为0，一个为1，结果为1
按位取反：0->1，1->0
java中有3个移位运算符：
>>、<
算术右移：低位溢出，符号位不变，并用符号位补溢出的高位
算术左移：符号位不变，低位补0
>>>逻辑右移，运算规则是：低们溢出，高位补0
计算过程举例
注意：计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的，如果补码计算结果负数，则需要把补码转为原码
1>>2
1的原码
00000000 00000000 00000000 00000001
因为正数的原码、反码、补码都一样
所以1的补码
00000000 00000000 00000000 00000001
算数右移2位结果
00000000 00000000 00000000 00000000
所以1>>2=0
推导出1>>n(n>1的正整数) 结果都为0
-1>>2
-1的原码
10000000 00000000 00000000 00000001
-1的反码
11111111 11111111 11111111 11111110
-1的补码
11111111 11111111 11111111 11111111
算数右移2位结果
11111111 11111111 11111111 11111111
补码->反码 ：-1
11111111 11111111 11111111 11111110
反码->原码
10000000 00000000 00000000 00000001
所以-1>>2=-1
推导出-1>>n(n>1的正整数) 结果都为-1
3>>>2
3的原码
00000000 00000000 00000000 00000011
因为正数的原码、反码、补码都一样
所以3的补码
00000000 00000000 00000000 00000011
>>>逻辑右移2位结果为
00000000 00000000 00000000 00000000
所以3>>>2=0
~2
2的原码补码相同
2的补码
00000000 00000000 00000000 00000010
按位取反~
11111111 11111111 11111111 11111101
因为第1为是1，为负数，所以要-1，其它位取反得原码结果
-1
11111111 11111111 11111111 11111100
其它位取反
10000000 00000000 00000000 00000011
所以结果为-3

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