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详解位移运算符

详细讲解位移运算符如何使用
工具/原料
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电脑

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c/c++/java等等

方法/步骤
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位操作可分为 左移操作符(<<)、“有符号”右移操作符(>>)、“无符号”右移操操作符(>>>)三种。

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左移操作符 ( <<): value << num     value指定移动的值  num指定移动的位数运算规则:按照操作符右侧指定的位数将左边的操作数向左边移动(高位移除,在低位补0); eg:              二进制                     十进制           0000 1001    ---->       9                             9<<1           0001 0010   ----->      18   ( 去掉最高位,在最低位补个0,数学意义上也就是 下面数学意义的第一点  )当左移的操作数是int类型时,每移动一位它的第31位就要被移除(位数以第0位开始);当左移的操作数是long类型时,每移动一位 它的第63位就要被移除;当左边的操作数为byte、short类型时,它们会被转换为int类型,其结果要是int类型。在左移过程中正数可能移为负数,负数也可能移为正数。 数学意义:在没有数字溢出的前提下,左移1位相当于乘以2的1次方,左移n位相当于乘以2的n次方。例:这里以-101(int类型)为例,负数在计算机内是以补码形式存储的,因此移位操作时也是在补码的基础上移位                                                                    -101在计算机内的存储源码        10000000                        反码        11111111        11111111        11111111        10011010补码        11111111        11111111        11111111        10011011 由补码可知,当向左移动到25、26、29位时-101变为正数,以下用程序来说明:      图一      结果:   图二

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“有符号”右移操作符(>>):value >> num     value指定移动的值  num指定移动的位数运算规则:按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向右移动(采用符号扩展机制);符号扩展进行移位,即:若符号为正,则在高位插入0,若符号为负,则在高位插入1(符号位保持不变);当左边的操作数为byte、short类型时,它们会被转换为int类型,其结果要是int类型。 数学意义:右移一位相当于除以2,右移n位相当于除以2的n次方。          例:-101(int类型32位)                                              -101右移2位内存分析 源码        1000,0000        0000,0000        0000,0000        0110,0101        取反----->反码        1111,1111        1111,1111        1111,1111        1001,1010        加1 ----->补码        1111,1111        1111,1111        1111,1111        1001,1011        >>2----->移位后补码        1111,1111        1111,1111        1111,1111        1110,0110        减1----->反码        1111,1111        1111,1111        1111,1111        1110,0101        取反----->源码        1000,0000        0000,0000        0000,0000        0001,1010        十进制为:-26 值得注意的是:无论正负偶数右移一位直接是整除结果,但对于正值奇数结果是除以2后向下取整后的结果。              对于负值奇数结果是除以2后向上取整结果。如下表:                                    正数                                        负数偶数(60)        直接除以2(30)                      直接除以2(-30)奇数(61)        除以2后向下取整(30)        除以2后向上取整(-31)            “无符号”右移操作符(>>>)value >>> num     value指定移动的值  num指定移动的位数 运算规则: 按照操作符右侧指定的位数将操作符左边的操作数向右移动(0扩展机制);移位过程中,无论数值是正数还是负数,都在最高位补0只对32位和64位值有意义在Thinking in java 中有这么一句话: 只有数值右端的低5位才有用,这样可以防止我们移位超过int型值所具有的位数。(因为2的5次方为32,而int类型只有32位)若对一个long类型的数值进行处理,最后得到的结果也是long类型,此时只会用到数值右端的低6位,以防止移位超过long型数值具有的位数 换言之,如果移动位数超过该类型的最大位数,那么编译器会对移动的位数取模。例如果对int类型移位33位,实际上只移动了33%32=1位。具体细节是(int a<

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位移运算符适用于很多场景,可以提高运行速率,相比于直接运算,位移运算符大大提高了速率。所以在日常敲代码的时候,可以适当用位移运算符

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