好程序員Java學(xué)習路線分享Java中的位移運算

好程序員Java學(xué)習路線分享Java中的位移運算，在Java中，位移運算屬于基本運算，符號是<<和>>，即向左位移和向右位移。在Java中只有整數(shù)才能位移，所以其他的不考慮，位移運算是將整數(shù)在內(nèi)存中表示的二進制進行位移，所以在Java中分為正數(shù)和負數(shù)的位移。

對于正數(shù)來說，向左位移，即<<相當于乘以2，移動多少次即乘以多少次2，例如5<<2即5 * 2 * 2 = 20，而向右位移即>>相當于除以2，注意是整數(shù)除以整數(shù)。例如 5 >> 1 即5/2=2。

下面舉例說明：

5<<1，我們以int為例：

數(shù)字5

int型的二進制表示為： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

向左移1位即： ???????0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 （后位補0）

所以結(jié)果為：數(shù)字10

5>>1，我們以int為例：

數(shù)字5

int型的二進制表示為： 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

向右移1位即： ???????0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 （高位補0）

所以結(jié)果為：數(shù)字2

所以對于正數(shù)，可以隨意使用位移，與乘除幾乎沒有結(jié)果的區(qū)別，而且性能更優(yōu)。

而對于負數(shù)來說，Java中的位移應(yīng)該謹慎使用，因為位移運算在Java中稱為帶符號的位移。那么到底帶符號的位移是如何計算的呢，下面直接舉例說明：

-5<<1，我們以int為例，由于負數(shù)在內(nèi)存是以補碼存在，請看：

數(shù)字-5

int型的二進制原碼表示為： 1000 0000 ?0000 0000 ?0000 0000 ?0000 0101

而其反碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1010

補碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1011

向左移1位即結(jié)果為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 0110 （后位補0）

將結(jié)果計算反碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 0101

將結(jié)果計算原碼為：1000 0000 ?0000 0000 ?0000 0000 ?0000 1010

所以結(jié)果為：數(shù)字-10

看起來好像還是乘以2，但是換個數(shù)字來試試：

例如數(shù)字的二進制如果為：1110 0000 ?0000 0000 ?0000 0000 ?0000 0001

而其反碼為：1001 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1110

補碼為：1001 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111

向左移1位即結(jié)果為：0011 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1110

這個結(jié)果的最高位是0，所以必然是個正數(shù)，所以結(jié)果并非想象的乘以2。

如果是右移，那么高位會補1，結(jié)果一樣不算正常，例如：

-5>>1，我們以int為例，由于負數(shù)在內(nèi)存是以補碼存在，請看：

數(shù)字-5

int型的二進制原碼表示為： 1000 0000 ?0000 0000 ?0000 0000 ?0000 0101

而其反碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1010

補碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1011

向右移1位即結(jié)果為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1101 （高位補1）

將結(jié)果計算反碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1100

將結(jié)果計算原碼為：1000 0000 ?0000 0000 ?0000 0000 ?0000 0011

所以結(jié)果為：數(shù)字-3

而在Java中，-5除以2應(yīng)該結(jié)果為-2，但是位移卻為-3。

另外，如果是下面的例子：

-1>>1，我們以int為例，由于負數(shù)在內(nèi)存是以補碼存在，請看：

數(shù)字-1

int型的二進制原碼表示為： 1000 0000 ?0000 0000 ?0000 0000 ?0000 0001

而其反碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1110

補碼為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111

向右移1位即結(jié)果為：1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 ?1111 1111 （高位補1）

所以結(jié)果不用慢慢算就知道為：數(shù)字-1

所以對于-1來說，無論怎么右移，結(jié)果還是-1，而如果是除以2，結(jié)果是0。

最后總結(jié)一句，如果是正數(shù)，當可以使用位移運算時可以盡量使用，能提升性能，而對于負數(shù)來說，還是盡量別用吧，結(jié)果與除法相差太遠。