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你真的搞懂了Java中的<<、>>、>>>运算符嘛?

发布于2021-03-10 17:53     阅读(883)     评论(0)     点赞(8)     收藏(1)


在搞懂<<、>>、>>>之前,我们需要先了解二进制中的源码、反码、补码...

二进制中的原码、反码、补码

有符号数:

对于有符号数而言,符号的正、负机器是无法识别的,但由于“正、负”恰好是两种截然不同的状态,如果用“0”表示“正”,用“1”表示“负”,这样符号也被数字化了,并且规定将它放在有效数字的前面,即组成了有符号数。所以,在二进制中使用最高位(第一位)来表示符号,最高位是0,表示正数;最高位是1,表示负数。

100000000000000001111100

无符号数:

无符号数是针对二进制来讲的,无符号数的表数范围是非负数。全部二进制均代表数值(所有位都用于表示数的大小),没有符号位。即第一个"0"或"1"不表示正负

000000000000000001111100

对于有符号数而言的性质:

(1)二进制的最高位是符号位:0表示正数,1表示负数

(2)正数的原码、反码、补码都一样

(3)负数的反码 = 它的原码符号位不变,其他位取反(0 ->1 ; 1->0 )

(4)负数的补码 = 它的反码 +1

(5)0的反码、补码都是0

(6)在计算机运算的时候,都是以补码的方式来运算的

有符号数运算案例

  1. 正数相加:

​ 例如:1+1 ,在计算机中运算如下:

​ 1的原码为: 00000000 00000000 00000000 00000001

​ 反码: 00000000 00000000 00000000 00000001

​ 补码: 00000000 00000000 00000000 00000001

​ 两数的补码相加: 00000000 00000000 00000000 00000010( 转换为10进制) = 2

  1. 正数相减:

​ 例如:1 - 2,在计算机中运算如下:

​ 在计算机中减运算其实是作为加运算来操作的,所以,1-2 = 1 + ( -2 )

  • 第一步:获取1的补码 00000000 00000000 00000000 00000001

  • 第二步:获取-2的补码

​ -2的原码:10000000 00000000 00000000 00000010

​ -2的反码:11111111 11111111 11111111 11111101

​ -2的补码: 11111111 11111111 11111111 11111110

  • 第三步:1的补码与-2的补码相加:

00000000 00000000 00000000 00000001

​ + 11111111 11111111 11111111 11111110

​ = 11111111 11111111 11111111 11111111

  • 第四步:将计算结果的补码转换为原码,反其道而行之即可(如果想将二进制转换为十进制,必须得到二进制的原码)

​ 补码:11111111 11111111 11111111 11111111

​ =

​ 反码:11111111 11111111 11111111 11111110

​ =

​ 原码:10000000 00000000 00000000 00000001

​ 第五步:将计算结果的二进制原码 转换 为十进制

​ 二进制原码:10000000 00000000 00000000 00000001 = -1

<< 、>>、>>> 位移运算符

<< 左移运算符

左移一位

​ 左移一位后的数值经过计算可以发现刚好值位移前数值的两倍,等价于乘2操作,在很多情况下可以当做乘2使用,但是并不代表真正的乘2,在一些特殊情况下并不等价

左移18位

​ 此时二进制首位为1,此时数值为 -1058799616,同理,如果左位移20位,则值为 59768832 又变成了正数

注意:所以根据这个规则,如果任意一个十进制的数左位移32位,右边补位32个0,十进制岂不是都是0了?当然不是!!! 当int 类型的数据进行左移的时候,当左移的位数大于等于32位的时候,位数会先求余数,然后用该余数进行左移,也就是说,如果真的左移32位的时候,会先进行位数求余数,即为左移32位相当于左移0位 ,所以左移 33 的值和左移一位1 是一样的

>> 右移运算符

100 带符号右移

​ 100 源码补码均为:00000000 00000000 00000000 01100100

​ 右移四位: 00000000 00000000 00000000 00000110

结果为:6

-100 带符号右移

​ -100原码: 10000000 00000000 00000000 01100100

​ -100补码: 保证符号位不变,其余位置取反并加1

11111111 11111111 11111111 10011100

​ 右移4位 : 在高位补1

11111111 11111111 11111111 11111001

​ 补码形式的移位完成后,结果不是移位后的结果,还需要进行变换才行。其方法如下:

​ 保留符号位,然后按位取反: 10000000 00000000 00000000 00000110

​ 然后加1,即为所求数的原码: 10000000 00000000 00000000 00000111

结果为:-7

>>> 无符号右移运算符

无符号右移运算符和右移运算符是一样的,不过无符号右移运算符在右移的时候是补0的,而右移运算符是补符号位的

100 无符号右移 4 位

​ 100 源码补码均为:00000000 00000000 00000000 01100100

​ 右移四位: 00000000 00000000 00000000 00000110

结果为:6

-100无符号右移4位

​ -100原码: 10000000 00000000 00000000 01100100

​ -100补码: 保证符号位不变,其余位置取反并加1

11111111 11111111 11111111 10011100

​ 无符号右移4位 : 在高位补0

00001111 11111111 11111111 11111001

结果为:268435449

总结:正数的左移与右移、无符号右移、负数的无符号右移,就是相应的补码移位所得,在高位补0即可

​ 负数的右移,就是补码高位补1,然后按位取反加1即可

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作者:天使的翅膀

链接:http://www.javaheidong.com/blog/article/112218/d5423091dcd28b20fb21/

来源:java黑洞网

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