Java

Java移位操作符

摘要

>> 是带符号右移，若左操作数是正数，则高位补“0”，若左操作数是负数，则高位补“1”。

<< 将左操作数向左边移动，并且在低位补0。

>>> 是无符号右移，无论左操作数是正数还是负数，在高位都补“0”。

内置数据类型

Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型（四个整数型，两个浮点型），一种字符类型，还有一种布尔型。

byte：

  • byte数据类型是8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；

  • 最小值是-128（-2^7）；

  • 最大值是127（2^7-1）；

  • 默认值是0；

  • byte类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为byte变量占用的空间只有int类型的四分之一；

  • 例子：byte a = 100，byte b = -50。

short：

  • short数据类型是16位、有符号的以二进制补码表示的整数

  • 最小值是-32768（-2^15）；

  • 最大值是32767（2^15 - 1）；

  • Short数据类型也可以像byte那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一；

  • 默认值是0；

  • 例子：short s = 1000，short r = -20000。

int：

  • int数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数；

  • 最小值是-2,147,483,648（-2^31）；

  • 最大值是2,147,483,647（2^31 - 1）；

  • 一般地整型变量默认为int类型；

  • 默认值是0；

  • 例子：int a = 100000, int b = -200000。

long：

  • long数据类型是64位、有符号的以二进制补码表示的整数；

  • 最小值是-9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；

  • 最大值是9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；

  • 这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；

  • 默认值是0L；

  • 例子： long a = 100000L，Long b = -200000L。

float：

  • float数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数；

  • float在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；

  • 默认值是0.0f；

  • 浮点数不能用来表示精确的值，如货币；

  • 例子：float f1 = 234.5f。

double：

  • double数据类型是双精度、64位、符合IEEE 754标准的浮点数；

  • 浮点数的默认类型为double类型；

  • double类型同样不能表示精确的值，如货币；

  • 默认值是0.0d；

  • 例子：double d1 = 123.4。

boolean：

  • boolean数据类型表示一位的信息；

  • 只有两个取值：true和false；

  • 这种类型只作为一种标志来记录true/false情况；

  • 默认值是false；

  • 例子：boolean one = true。

char：

  • char类型是一个单一的16位Unicode字符；

  • 最小值是’\u0000’（即为0）；

  • 最大值是’\uffff’（即为65,535）；

  • char数据类型可以储存任何字符；

  • 例子：char letter = ‘A’。

代码中可以通过类似以下方法获取基本类型、最小值、最大值。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
// byte  
      System.out.println("基本类型：byte 二进制位数：" + Byte.SIZE);  
      System.out.println("包装类：java.lang.Byte");  
      System.out.println("最小值：Byte.MIN_VALUE=" + Byte.MIN_VALUE);  
      System.out.println("最大值：Byte.MAX_VALUE=" + Byte.MAX_VALUE);  
      System.out.println();  
      // short  
      System.out.println("基本类型：short 二进制位数：" + Short.SIZE);  
      System.out.println("包装类：java.lang.Short");  
      System.out.println("最小值：Short.MIN_VALUE=" + Short.MIN_VALUE);  
      System.out.println("最大值：Short.MAX_VALUE=" + Short.MAX_VALUE);  
      System.out.println();

自动类型转换

整型、实型（常量）、字符型数据可以混合运算。运算中，不同类型的数据先转化为同一类型，然后进行运算。

转换从低级到高级。

低 ————————————> 高

byte,short,char—> int —> long—> float —> double

byte、short、char相互之间不转换，他们参与运算首先转换为int类型。

数据类型转换必须满足如下规则：

  1. 不能对boolean类型进行类型转换。
  2. 不能把对象类型转换成不相关类的对象。
  3. 在把容量大的类型转换为容量小的类型时必须使用强制类型转换。
  4. 转换过程中可能导致溢出或损失精度，例如：
    int i = 128;
    byte b = (byte)i;
    因为byte类型时8位，最大值为127，所以当强制转换为int类型值128时候就会导致溢出。
  5. 浮点数到整数的转换是通过舍弃小数得到，而不是四舍五入，例如：
    (int)23.7 == 23;
    (int)-45.89f == -45

自动类型转换

必须满足转换前的数据类型的位数要低于转换后的数据类型，例如: short数据类型的位数为16位，就可以自动转换位数为32的int类型，同样float数据类型的位数为32，可以自动转换为64位的double类型。

1
2
3
4
5
6
7
8
public static void main(String[] args){
            char c1='a';//定义一个char类型
            int i1 = c1;//char自动类型转换为int
            System.out.println("char自动类型转换为int后的值等于"+i1);
            char c2 = 'A';//定义一个char类型
            int i2 = c2+1;//char 类型和 int 类型计算
            System.out.println("char类型和int计算后的值等于"+i2);
        }

答案是：

char自动类型转换为int后的值等于97

char类型和int计算后的值等于66

强制类型转换

  1. 条件是转换的数据类型必须是兼容的。
  2. 格式：(type)value type是要强制类型转换后的数据类型
1
2
3
4
5
6
public static void main(String[] args){
            int i1 = 123;
            byte b = (byte)i1;//强制类型转换为byte
            System.out.println("int强制类型转换为byte后的值等于"+b);
            
        }

答案是：

int强制类型转换为byte后的值等于123

上面代码经历了从i1(int)->b(byte)->打印(int)三个阶段。

思考

System.out.println(0xff >>> 7);

System.out.println((((byte) 0xff) >>> 7));

System.out.println((byte) (((byte) 0xff) >>> 7));

输出是什么？

三种移位符号作用的左操作数有五种：long,int,short,byte,char,但是在作用不同的操作数类型时，其具体过程不同, 遵循以下几个原则：

  1. int移位时，左边的操作数是32位的，此时的移位符号作用在32位bit上。如：1 >> 3, 是将00000000 00000000 00000000 00000001这32位向右边移动3位。

  2. long 移位时，左边的操作数是64位的，此时移位符号作用在64位bit上。如：1L >> 3。

  3. short、byte、char在移位之前首先将数据转换为int，然后再移位，此时移位符号作用在32为bit上。

  4. 当左操作数是long时，移位之后得到的类型是long，当左操作数是其它四中类型时，移位之后得到的类型是int。

  5. 如果左操作数（转换之后的）是int，那么右操作数只有低５位有效(其数值不会大于2^5=32，也就是移位次数不会超过32位，因为32位是int型的位数)，同理，如果左边操作数是long，那么右边操作数只有低6位有效。

答案

System.out.println(0xff >>> 7);

0xff本身是一个int！！

其bits为：

00000000 00000000 00000000 11111111，无符号向右移动7位，

得到的bits当然为：00000000 00000000 00000000 00000001

System.out.println((((byte) 0xff) >>> 7));

(byte)0xff 是一个byte，bits为： 11111111(是负数，所以高位以1填充)，

首先转换为int，其bits为：11111111 11111111 11111111 11111111，

向右边无符号移动7为，得到的结果bits是：00000001 11111111 11111111 11111111。

System.out.println((byte) (((byte) 0xff) >>> 7));

(byte) 0xff 是一个byte，bits为： 11111111，

首先转换为int，其bits为：11111111 11111111 11111111 11111111，

向右边无符号移动7为，得到的结果bits是：00000001 11111111 11111111 11111111，

然后转换为byte，低位截取得到bits: 11111111，

在输出的时候转换为int， 其bits为：11111111 11111111 11111111 11111111。

所以答案是：

1

33554431

-1

参考

  1. Java 基本数据类型

  2. JAVA移位操作符你真的懂吗？