3.5 移位运算

移位运算操作的目标也是二进制的“位”，因此此运算也只能处理整型数值。移位运算符将数字的位向左或向右依次移动，从而产生一个新数字。Java中的移位运算符包括<<（左移）、>>（右移）、>>>（无符号右移），本节将对上述移位运算符逐一进行介绍。

提示：移位运算与前面介绍的算术运算一样也具有类型自动提升功能。也就是说，经过移位运算的结果至少是int型。

3.5.1 “<<”左移运算

左移运算符“<<”将运算符左边的整数按位向左移动运算符右边整数指定的位数。下面通过一个例子说明其工作过程，请读者按如下步骤操作。

（1）首先，取一个整数（如8），将其按位转换为二进制表示（int型有32位）。

00000000000000000000000000001000

（2）接下来按位向左移动运算符右边所指定的位数（例如，1位），在右边填充0，得到新的二进制数：

00000000000000000000000000010000

（3）最后，将二进制数转换为十进制，本例中的结果为16。

请读者用如下代码进行验证。

    1   //代码实现
    2   public class Sample3_11
    3   {
    4        public static void main(String args[])
    5        {
    6            int a=8<<1;      //左移1位
    7            System.out.println(a);
    8        }
    9   }

编译运行后，其结果如图3-16所示。

图3-15 Sample3_10的编译运行结果

提示：因为左移n位后的结果与乘2的n次方效果相同，所以在开发中的很多情况下，用左移代替乘以2n的操作。

3.5.2 “>>”右移运算

右移运算符“>>”将运算符左边的整数按位向右移动运算符右边整数指定的位数。若最高位为“1”，移动后最高位用“1”填充，否则用“0”进行填充。

下面用一个例子来说明其工作过程，请读者按如下步骤进行操作。

（1）首先，取一个整数，将其按位转换为二进制。例如，（int）−8转换为二进制数值如下。

11111111111111111111111111111000

（2）接下来按位移动运算符右边所指定的位数，例如1位。得到新的二进制数。

11111111111111111111111111111100

（3）最后，将二进制数转换为十进制，例如，步骤（2）的结果转换为十进制−4。

请读者用如下代码进行验证。

    1   //代码实现
    2   public class Sample3_12
    3   {
    4        public static void main(String args[])
    5        {
    6            int a=-8>>1;     //右移1位
    7            System.out.println(a);
    8        }
    9   }

编译运行后结果如图3-17所示。

图3-16 Sample3_11的编译运行结果

提示：因为右移n位后的结果与除以2的n次方效果相同，所以在开发中的很多情况下，用右移代替除以2n的操作。

3.5.3 “>>>”无符号右移运算

无符号右移的规则与右移差不多，不同之处是，不管最高位是0还是1，全部用0填充。请读者按如下步骤进行无符号右移操作。

（1）首先，取一个整数，将其按位转换为二进制表示。例如，（int）−8转换为二进制表示为：

11111111111111111111111111111000

（2）接下来按位移动运算符右边整数所指定的位数，例如1位，得到新的二进制数：

01111111111111111111111111111100

（3）最后，将二进制数转换为十进制数。例如，步骤（2）的结果转换为十进制2147 483644。

请读者用如下代码进行验证。

    1   //代码实现
    2   public class Sample3_13
    3   {
    4        public static void main(String args[])
    5        {
    6            int a=-8>>>1;    //无符号右移1位
    7            System.out.println(a);
    8        }
    9   }

编译运行后，其结果如图3-18所示。

图3-17 Sample3_12的编译运行结果

提示：在进行无符号右移时要慎重，因为一个绝对值很小的负数移动后可能成为绝对值很大的正数，这在大多数情况下没有意义。

3.5.4 具体实例

在Java中，有时由于对移位运算的底层操作机制不了解，会引发一些不必要的错误，下面将通过一个例子来说明这个问题。请读者先考察下面的代码。

    1   //代码实现
    2   public class Sample3_14
    3   {
    4        public static void main(String args[])
    5        {
    6            int i=88>>32;
    7            long l=67<<64;
    8            System.out.println("i="+i);
    9            System.out.println("l="+l);
    10       }
    11  }

在看完上述代码后，读者可能认为将打印两个0。因为i是int型，有32位，l是long型，有64位，正好都移出去了，填充的又是0。其实不然，请读者看运行结果，如图3-19所示。

图3-18 Sample3_13的编译运行结果

从图3-19 中可以看出，两个数都没有变。这是因为，在进行移位前，Java系统首先把要移的位数与被移数的位数求余数，然后移动余数个位数。在本例中32对32求余数，64对64求余数，结果都为0，也就是没有移动。这个机制说明Java很聪明，因为把一个整数移动比其位数还多的位数是没有价值的。

图3-19 Sample3_14的运行结果

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