位运算

H T L2024年7月4日大约 3 分钟

Java 位运算

测试代码

@Test
public void testBitOperation(){
    System.out.println("44                二进制：" + Integer.toBinaryString(44));
    System.out.println("44 << 1:十进制：" + (44 << 1) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 << 1));
    System.out.println("44 << 2:十进制：" + (44 << 2) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 << 2));
    System.out.println("44 << 2:十进制：" + (44 << 3) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 << 3));
    System.out.println();
    System.out.println("44 >> 1:十进制：" + (44 >> 1) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 >> 1));
    System.out.println("44 >> 2:十进制：" + (44 >> 2) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 >> 2));
    System.out.println("44 >> 3:十进制：" + (44 >> 3) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 >> 3));
    System.out.println();

    System.out.println("-44     :二进制：" + Integer.toBinaryString(-44));
    System.out.println("-44 << 1:十进制：" + (-44 << 1) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(-44 << 1));
    System.out.println("-44 << 2:十进制：" + (-44 << 2) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(-44 << 2));
    System.out.println("-44 << 3:十进制：" + (-44 << 3) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(-44 << 3));
    System.out.println();
    System.out.println("-44 >> 1:十进制：" + (-44 >> 1) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(-44 >> 1));
    System.out.println("-44 >> 2:十进制：" + (-44 >> 2) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(-44 >> 2));
    System.out.println("-44 >> 3:十进制：" + (-44 >> 3) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(-44 >> 3));
    System.out.println();

    System.out.println("44 >>> 1:十进制：" + (44 >>> 1) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 >>> 1));
    System.out.println("44 >>> 2:十进制：" + (44 >>> 2) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 >>> 2));
    System.out.println("44 >>> 3:十进制：" + (44 >>> 3) + " 二进制：" + Integer.toBinaryString(44 >>> 3));
    System.out.println();
    System.out.println("-44 >>> 1:十进制：" + (-44 >>> 1) + " 二进制：0" + Integer.toBinaryString(-44 >>> 1));
    System.out.println("-44 >>> 2:十进制：" + (-44 >>> 2) + " 二进制：00" + Integer.toBinaryString(-44 >>> 2));
    System.out.println("-44 >>> 3:十进制：" + (-44 >>> 3) + " 二进制：000" + Integer.toBinaryString(-44 >>> 3));
}

测试结果

44                二进制：101100
44 << 1:十进制：88 二进制：1011000
44 << 2:十进制：176 二进制：10110000
44 << 8:十进制：352 二进制：101100000

44 >> 1:十进制：22 二进制：10110
44 >> 2:十进制：11 二进制：1011
44 >> 3:十进制：5 二进制：101

-44     :二进制：11111111111111111111111111010100
-44 << 1:十进制：-88 二进制：11111111111111111111111110101000
-44 << 2:十进制：-176 二进制：11111111111111111111111101010000
-44 << 3:十进制：-352 二进制：11111111111111111111111010100000

-44 >> 1:十进制：-22 二进制：11111111111111111111111111101010
-44 >> 2:十进制：-11 二进制：11111111111111111111111111110101
-44 >> 3:十进制：-6 二进制：11111111111111111111111111111010

44 >>> 1:十进制：22 二进制：10110
44 >>> 2:十进制：11 二进制：1011
44 >>> 3:十进制：5 二进制：101

-44 >>> 1:十进制：2147483626 二进制：01111111111111111111111111101010
-44 >>> 2:十进制：1073741813 二进制：00111111111111111111111111110101
-44 >>> 3:十进制：536870906 二进制：00011111111111111111111111111010

总结

在java的位运算中

" << " ，有符号左移位，将操作数的二进制整体左移指定位数，低位用 0 补齐

正整数x左移n位后的十进制结果，x = x * 2^n

负整数：在java中，负数存储是以补码形式存储的（补码 = 反码 + 1），

44 : 101100

-44 : 11111111111111111111111111010100

所以负整数x左移n位后的十进制结果是：x = (|x| + 2^n)

" >> "，有符号右移位，将操作数的二进制整体右移指定位数，整数高位用0补齐，负数高位用1补齐（保持负数符号不变）。

正整数x右移n位后的十进制结果，x = x / (2^n)

负数的有符号右移基本原理还是和左移相同，不同的是结果的计算，因为这是有符号的右移，一直右移最后的结果就会是-1。归纳起来就是，

如果运算数是偶数，那么它的运算结果就是 x = -(|x| / (2^n)) ，

如果运算数是奇数，那么它的运算结果就是 x = -(|x| / (2^n)) - 1。

">>>"，无符号右移位，不管正数还是负数，高位都用0补齐（忽略符号位）

正数的>>>无符号右移位和>>有符号右移位计算结果相同

在负数中，虽然无符号移位后的二进制和有符号移位后的二进制看起来相同的，但结果大相径庭，记住有符号右移位操作，实际上是忽略符号的算术操作，即高位统一补0。

-44 >>> 1:十进制：2147483626 二进制：01111111111111111111111111101010