移位操作符(shift operators)
移位操作符同样是位的操作,有以下三种:
<< (往左移位)
>> (往右移位)
>>> (无符号右移位)
下面对以上的三种移位操作做简单的说明
“<<”将目标数向左移位,在低位补“0”。
“>>”将目标数向右移位,此时应注意,“>>”使用符号延伸(sign extension),若目标数是正数(positive),在高位补“0”;若目标数是负数(negative),在高位补“1”。
“>>>”使用“0”延伸(zero extension),不管目标数是正数还是负数,总是在高位补“0”。
注意:无符号右移位“>>>”在C/C++中是不存在的。
如果执行移位操作的是 char 、byte、short型,在移位之前会先将其转化为 int 型,只有低5位会被操作(阻止在 int 型中更多的位被操作)。如果执行移位操作的是long 型,结果将会是long 型,只有低6位会被操作(所以你不能操作低6位之外的其它的位)。
移位操作符可以和赋值操作符“=”结合使用(<<=、>>=、>>>=),但是这里有一个问题,当无符号右移位与赋值操作符结合使用时(即>>>=),如果操作的是byte 或是 short ,那么就会得不到正确的结果。实际上,这时,会先将 byte或是short 转化为int ,然后执行右移位的操作,最后将高位截去(truncated),将剩余的与byte或short长度相符的位赋值给左边原先定义好的变量。所以在这些情况下,你将会得到“-1”。下面的例子说明(demonstrates)了这一点。
1-1 无符号右移位的例子
//: operators/URShift.java// Test of unsigned right shift.import static net.mindview.util.Print.*;public class URShift { public static void main(String[] args) { int i = -1; print(Integer.toBinaryString(i)); i >>>= 10; print(Integer.toBinaryString(i)); long l = -1; print(Long.toBinaryString(l)); l >>>= 10; print(Long.toBinaryString(l)); short s = -1; print(Integer.toBinaryString(s)); s >>>= 10; print(Integer.toBinaryString(s)); byte b = -1; print(Integer.toBinaryString(b)); b >>>= 10; print(Integer.toBinaryString(b)); b = -1; print(Integer.toBinaryString(b)); print(Integer.toBinaryString(b>>>10)); }}
程序运行的结果如下:
说明:
代码
import static net.mindview.util.Print.*;
是引入存放书中代码的 Print.java 文件,该文件只是处理输出的格式(使用代码之前应该先将类似“D:\TIJ4\code”的路径添加到“classpath”环境变量中,code文件下存放书中所有的代码,Print.java的代码将会在下面给出)
代码
print(Integer.toBinaryString(b>>>10));
没有将移位操作的结果返回给b,而是直接打印出来,所以得到了正确的结果。
下面的这个例子涉及到了所有的移位操作。
1-2 所有移位操作的例子
//: operators/BitManipulation.java// Using the bitwise operators.import java.util.*;import static net.mindview.util.Print.*;public class BitManipulation { public static void main(String[] args) { Random rand = new Random(47); int i = rand.nextInt(); int j = rand.nextInt(); printBinaryInt("-1", -1); printBinaryInt("+1", +1); int maxpos = 2147483647; printBinaryInt("maxpos", maxpos); int maxneg = -2147483648; printBinaryInt("maxneg", maxneg); printBinaryInt("i", i); printBinaryInt("~i", ~i); printBinaryInt("-i", -i); printBinaryInt("j", j); printBinaryInt("i & j", i & j); printBinaryInt("i | j", i | j); printBinaryInt("i ^ j", i ^ j); printBinaryInt("i << 5", i << 5); printBinaryInt("i >> 5", i >> 5); printBinaryInt("(~i) >> 5", (~i) >> 5); printBinaryInt("i >>> 5", i >>> 5); printBinaryInt("(~i) >>> 5", (~i) >>> 5); long l = rand.nextLong(); long m = rand.nextLong(); printBinaryLong("-1L", -1L); printBinaryLong("+1L", +1L); long ll = 9223372036854775807L; printBinaryLong("maxpos", ll); long lln = -9223372036854775808L; printBinaryLong("maxneg", lln); printBinaryLong("l", l); printBinaryLong("~l", ~l); printBinaryLong("-l", -l); printBinaryLong("m", m); printBinaryLong("l & m", l & m); printBinaryLong("l | m", l | m); printBinaryLong("l ^ m", l ^ m); printBinaryLong("l << 5", l << 5); printBinaryLong("l >> 5", l >> 5); printBinaryLong("(~l) >> 5", (~l) >> 5); printBinaryLong("l >>> 5", l >>> 5); printBinaryLong("(~l) >>> 5", (~l) >>> 5); } static void printBinaryInt(String s, int i) { print(s + ", int: " + i + ", binary:\n " + Integer.toBinaryString(i)); } static void printBinaryLong(String s, long l) { print(s + ", long: " + l + ", binary:\n " + Long.toBinaryString(l)); }}
程序运行的结果如下:
注:
从输出可以看出不同的类型对应的位数是不同的,int为32位,byte为8位,char和short是16位,long是64位。
高位代表符号,“0”表示正数,“1”表示负数
1-3 Print.java的源代码
//: net/mindview/util/Print.java// Print methods that can be used without// qualifiers, using Java SE5 static imports:package net.mindview.util;import java.io.*;public class Print { // Print with a newline: public static void print(Object obj) { System.out.println(obj); } // Print a newline by itself: public static void print() { System.out.println(); } // Print with no line break: public static void printnb(Object obj) { System.out.print(obj); } // The new Java SE5 printf() (from C): public static PrintStream printf(String format, Object... args) { return System.out.printf(format, args); }}
注:文章的代码摘自 Thinking in Java(Fourth Edition)英文版,作者 [美]Bruce Eckef,刘中兵 评注。