一篇文章让你学会Java之左移、右移操作

左移和右移

在Java中，左移 (
<<) 和右移 (
>>) 是位运算符，用于对二进制数进行移位操作。移位操作会对数字的位模式进行直接操作。

1. 左移运算符（<<）

功能：

语法：

result = value << n;

特点：

示例：

int a = 5; // 二进制：00000000 00000000 00000000 00000101
int result = a << 2; // 左移2位：00000000 00000000 00000000 00010100（20）
System.out.println(result); // 输出：20

2. 右移运算符（>>）

功能：

语法：

result = value >> n;

特点：

示例：

int a = 20; // 二进制：00000000 00000000 00000000 00010100
int result = a >> 2; // 右移2位：00000000 00000000 00000000 00000101（5）
System.out.println(result); // 输出：5

int b = -20; // 二进制：11111111 11111111 11111111 11101100（补码表示）
int result2 = b >> 2; // 右移2位：11111111 11111111 11111111 11111011（-5）
System.out.println(result2); // 输出：-5

3. 无符号右移运算符（>>>）

除了 >>，Java 还提供了 无符号右移运算符 >>>：

示例：

int a = -20; // 二进制：11111111 11111111 11111111 11101100（补码表示）
int result = a >>> 2; // 无符号右移2位：00111111 11111111 11111111 11111011
System.out.println(result); // 输出：1073741819

总结

扩展：i <<= j

运算过程

1. i 的二进制形式会向左移动 j 位。
2. 移位后，低位用 0 补充，高位可能会溢出（超出当前数据类型范围的部分会被丢弃）。
3. 最终结果存回变量 i。

示例

示例1：对正数进行左移

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 5; // 二进制：00000000 00000000 00000000 00000101
        int j = 2;

        i <<= j; // 等价于 i = i << j
        // 左移2位：00000000 00000000 00000000 00010100 （20）

        System.out.println(i); // 输出：20
    }
}

示例2：对负数进行左移

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = -5; // 二进制（补码）：11111111 11111111 11111111 11111011
        int j = 2;

        i <<= j; // 等价于 i = i << j
        // 左移2位：11111111 11111111 11111111 11101100 （-20）

        System.out.println(i); // 输出：-20
    }
}

示例3：可能的溢出问题

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1073741824; // 二进制：01000000 00000000 00000000 00000000
        int j = 1;

        i <<= j; // 左移1位：10000000 00000000 00000000 00000000
        // 超过32位，结果变为负数（溢出）
        
        System.out.println(i); // 输出：-2147483648
    }
}

注意点

1. 左移等价于乘以2的幂：

2. 每向左移1位，相当于乘以2。
3. 例如：5 <<= 1 等价于 5 * 2 = 10，5 <<= 2 等价于 5 * 4 = 20。
4. 注意，左移不会检查溢出问题，可能导致负数或错误的结果。

5. 溢出问题：

6. 移位可能会导致高位被截断，特别是当操作数接近数据类型的最大值时。

7. 适用数据类型：

8. 左移操作支持整型和长整型（int 和 long）。
9. 如果操作的类型小于 int（比如 byte 或 short），会被提升为 int 再执行移位运算。

作者：凭君语未可