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【原创】Java移位运算

学习移位运算,首先得知道参与移位运算的类型的位数,那先来复习下Java基础类型的占位数吧。

  • Java基础类型
Java基础类型总结一览表
类型二进制位数最大值最小值初始化值表示形式带符号
char8127(2^7-1)-128(-2^7)0二进制补码
short1632767(2^15 - 1)-32768(-2^15)0二进制补码
int322,147,485,647(2^31 - 1)-2,147,483,648(-2^31)0二进制补码
long649,223,372,036,854,775,807(2^63 -1)-9,223,372,036,854,775,808(-2^63)0L二进制补码
float323.4028235E381.4E-450.0fIEEE 754标准的浮点数
double641.7976931348623157E3084.9E-3240.0fIEEE 754标准的浮点数
boolean待定分析只有true 和false只有true 和falsefalseJVM中用0/1表示 

float和double的区别在于一个是单精度的浮点数,一个是双精度的浮点数。

浮点数是机器内部的指数型的一种表示,可以分解为四个部分:数符号,尾数,指数符号,指数

数符号位指数符号位都是占一位,表示正负。

对于float,指数部分占8位,其中指数符号一位,指数值部分占7位,尾数部分占24位;对于double,指数部分占16位,指数部分占15位,尾数部分占48位。所以double比float表示的数更大更精准,但与此同时带来的是两倍的内存消耗。

boolean占多数位的问题要看情况而论,再JVM中,对布尔值的操作都是替换成int型了,所以是占用32位;如果定义的是布尔型的byte数组,则JVM将其编译为byte数组类型,这时候占用了8位。其实这里也听疑惑的,为啥一个boolean可以一会占8位,一会占32位呢?个人理解感觉是在真正表示boolean的时候,应该都是只有1位,非0即1,但是具体编译的时候其他占用位可能是用来做其他用途。

好了,接下来,来看看移位运算的问题了。

Java的移位运算符包括三种:、>>(带符号右移)和>>>(无符号右移)。  

  • 左移运算符    <<

用法:value << number

原则:丢弃最高位,低位补0

注意事项:char,byte和short型在移位时,会先转换为int型,然后再进行移位操作;

                  当移动位数超过移动数value的位数时,会做一个取模操作,例如45<<34,则具体移动时是移动2位,因为34%32=2。

实例:

1. 例子程序

public class Test {    public static void main(String args[]) {          int num =0x40000000;           System.out.println(num);         num = num << 1;         System.out.println(num);    }}

2. 程序结果

1073741824-2147483648

选取了一个典型用例,该例子说明,符号位也会连同一起移动,数字位如果为1且移动到了符号位,会将数变为负数。

  • 带符号右移    >>

用法:value >> number

原则:符号位不变,左边依次补上符号位,且与此同时最低位要舍弃

注意事项:char,byte和short型在移位时,会先转换为int型,然后再进行移位操作;

                  当移动位数超过移动数value的位数时,会做一个取模操作,例如45<<34,则具体移动时是移动2位,因为34%32=2。

实例:

1. 例子程序

public class Test {    public static void main(String args[]) {          int num1 =0x80000000;           int num2 = 0x00000003;         System.out.println(num1);         System.out.println(num2);         num1 = num1 >> 2;         num2 = num2 >> 1;         System.out.println(num1);         System.out.println(num2);    }}

2. 运行结果

-21474836483-5368709121

num1说明了符号会跟着往右边跑,带符号移动。

num2说明了低位在舍弃,由3变为1了。

  • 无符号右移    >>>

用法:value >>> number

原则:符号位不变,左边依次补上0,且与此同时最低位要舍弃

注意事项:char,byte和short型在移位时,会先转换为int型,然后再进行移位操作;

                  当移动位数超过移动数value的位数时,会做一个取模操作,例如45<<34,则具体移动时是移动2位,因为34%32=2。

实例:

1. 例子程序

public class Test {    public static void main(String args[]) {          int num1 =0x80000000;           int num2 = 0x00000003;         System.out.println(num1);         System.out.println(num2);         num1 = num1 >>> 1;         num2 = num2 >>> 33;         System.out.println(num1);         System.out.println(num2);    }}

2. 运行结果

-2147483648310737418241

从num1可以看出符号位也当做数字位跟着一起移动了

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