Java 中的位移運算符 >> , << , >>>

最近在看一些在學習一些源碼，在源碼中常常會看到一些位移運算符的使用，好比在看HashMap源碼的時候，在計算hashMap容量的閾值的時候，就使用到了位移運算符，代碼以下：

static final int tableSizeFor(int cap) {
        int n = cap - 1;
        n |= n >>> 1;
        n |= n >>> 2;
        n |= n >>> 4;
        n |= n >>> 8;
        n |= n >>> 16;
        return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1;
    }
複製代碼

對位移運算符概念不熟悉的同窗，看到這個估計是一臉懵逼，因此要想徹底看懂源碼，就須要對位移運算符有必定的瞭解。下面我用以任意一個10進制的int 數據 int e = 12345 爲例進行解析：

12345 二進制表達：

###一、左位移運算符 <<

若是 e << 1 ,左位移1位：

位移後十進制數值變成：24690，恰好是12345的二倍，因此有些人會用左位移運算符代替乘2的操做，可是這並不表明是真的就是乘以2，不少時候，咱們能夠這樣使用，可是必定要知道，位移運算符不少時候能夠代替乘2操做，可是這個並不表明二者是同樣的(這一點須要格外注意，不少人都存在這樣的誤解)，接着往下看：

若是繼續左移，12345左移14位： e<<14

這裏要注意了，左位移18位後，二進制首位爲1，以下圖所示：

此時二進制表達首位爲1，此時數值爲 -1058799616，同理，若是繼續位移，左位移20位，則值爲 59768832 又變成了正數

因此根據這個規則，若是任意一個十進制的數左位移32位，右邊補位32個0，十進制豈不是都是0了？固然不是！！！ 當int 類型的數據進行左移的時候，當左移的位數大於等於32位的時候，位數會先求餘數，而後再進行左移，也就是說，若是真的左移32位 e << 32 的時候，會先進行位數求餘數，即爲 e<<(32%32) 至關於 e<< 0 ，因此e<< 33 的值和e<<1 是同樣的，都是 24690

二、右移運算符 >>

一樣，仍是以12345這個數值爲例， e右移1位： e>>1

右移後獲得的值爲 6172 和int 類型的數據12345除以2取整所得的值同樣，因此有些時候也會被用來替代除2操做

可是若是繼續右移，直接右移14位，即爲e>>14，則結果爲0 ，其過程和左移類似，就不一一演示了；另外，對於超過32位的位移，和左移運算符同樣，，會先進行位數求餘數

三、無符號右移運算符：>>>

無符號右移運算符和右移運算符是同樣的，不過無符號右移運算符在右移的時候是補0的，而右移運算符是補符號位的

一下是 -12345 二進制表達式

對於源碼、反碼、補碼不熟悉的同窗，請自行學習，這裏就再也不進行補充了講解了，這裏提醒一下，在右移運算符中，右移後補0，是因爲正數 12345 符號位爲0 ，若是爲1 則應補1

最後補充一下：

一、原碼、反碼和補碼

一個數能夠分紅符號位（0正1負）+ 真值，原碼是咱們正常想法寫出來的二進制。因爲計算機只能作加法，負數用單純的二進制原碼書寫會出錯，因而你們發明了反碼（正數不變，負數符號位不變，真值部分取反）；再後來因爲+0， -0的爭端，因而改進反碼，變成補碼（正數不變，負數符號位不變，真值部分取反，而後+1）。二進制前面的0均可以省略，因此總結來講：計算機裏的負數都是用補碼（符號位1，真值部分取反+1）表示的。

二、位運算符和2的關係

位運算符和乘2 除2 在大多數時候是很類似的，能夠進行替代，同時效率也會高的多，可是二者切記不能混淆 ； 不少時候有人會把二者的概念混淆，尤爲是數據恰好是 二、四、六、八、100等偶數的時候，看起來就更類似了，可是對於奇數，如本文使用的12345 ，右移以後結果爲6172 ，這個結果就和數學意義上的除以2不一樣了，不過對於int 類型的數據，除2 會對結果進行取整，因此結果也是6172 ，這就更有迷惑性了