3.3.2 移位運算

移位運算按照規則將二進制數的每一位向左或向右移動，從而改變數值大小。Java語言提供了3個移位運算的運算符，即移位運算符，如表3.9所示。

1.左移運算

左移運算使用左移運算符（<<）將二進制數的每一位向左移動指定位數。使用左移運算符構建的表達式被稱為左移運算表達式。其語法形式如下：

左移運算表達式需要兩個操作數，因此左移運算符是二元運算符（雙目運算符）。左移分為無符號整型左移和有符號整型左移。下面將詳細講解這兩種左移方式。

（1）無符號整型左移：將一個二進制數的每一位向左移動指定的位數，其中左邊被移出整型存儲邊界的位直接拋棄，右邊空白的位用0填補。如圖3.20所示為無符號整型二進制數00001111左移4位的過程。

注意：左移1位的效果相當于將一個整數乘以一個因子為2的整數。向左移動一個整數的比特位相當于將這個數乘以2。以下算式展示的就是將整數15的位向左移動4位的結果。

【示例3-25】下面將二進制數00001111向左移動4位。代碼如下：

運行結果如下：

（2）有符號整型左移：有符號整型通過二進制位的第一位來表示，第一位為0表示正數，為1表示負數。其余的位（稱為數值位）用來存儲實值。有符號正數和無符號正數在計算機中存儲的結果是一樣的。如圖3.21所示為+4的二進制存儲。

負數的存儲（二進制存儲）比較復雜，這里需要有一個運算，即2的n次方減去負數的絕對值，其中n為數值位的位數。例如-4，它以byte類型存儲時有7位數值位，所以它的二進制存儲等同于

再將124轉化為二進制數，就是-4的二進制存儲，如圖3.22所示。

除了可以使用2的n次方減去負數的絕對值這個方法計算負數的二進制存儲外，還可以使用取反加1的方法（補碼）實現負數的二進制存儲。還是以-4為例，首先，獲取4的原碼，即00000100，然后進行取反，如圖3.23所示。

最后將取反的值加1，如圖3.24所示。

得到的11111100為-4的二進制存儲。了解了正數和負數的表示后，再來看有符號整型左移，對于一個正數來說，其左移就是無符號整型左移，對于一個負數來說，后面的運算一樣，即左移1位乘以2。

【示例3-26】下面將-4向左移動1位。代碼如下：

運行結果如下：

2.右移運算

右移運算使用右移運算符（>>）將二進制數的每一位向右移動指定位數。使用右移運算符構建的表達式被稱為右移運算表達式。其語法形式如下：

右移運算表達式需要兩個操作數，因此右移運算符是二元運算符（雙目運算符）。右移分為無符號整型右移和有符號整型右移。下面將詳細講解這兩種右移方式。

（1）無符號整型右移：將一個二進制數的每一位向右移動指定的位數，其中右邊被移出整型存儲邊界的位直接拋棄，左邊空白的位用0填補。如圖3.25所示為無符號整型二進制數00001111右移2位的過程。

注意：右移1位的效果相當于將一個整數除以一個因子為2的整數。向右移動一個整數的比特位相當于將這個數除以2。以下算式展示的就是將整數15的位向右移動2位的結果：

【示例3-27】下面將15右移2位。代碼如下：

運行結果如下：

（2）有符號整型右移：如果是正數，其右移和無符號整型右移是一樣的，但是對于負數來說是有分別的，它需要使用符號位去填充空白位。如圖3.26所示為將-4向右移動1位的操作。

【示例3-28】下面將-4右移1位。代碼如下：

運行結果如下：

3.邏輯右移運算

邏輯右移運算需要使用邏輯右移運算符（>>>）。使用邏輯右移運算符構建的表達式被稱為邏輯右移運算表達式。其語法形式如下：

邏輯右移運算符需要兩個操作數，因此它是二元運算符（雙目運算符）。邏輯右移是無符號右移，忽略符號位，空位都以0補齊。

【示例3-29】下面將15邏輯右移2位。代碼如下：

運行結果如下：