# 前言
之前了解过位运算符，左移`>`等于除以2。但是我在看jdk源码的时候发现了一个`>>>`三个符号的，不明白这是什么意思，就去搜了一下，发现还挺多的知识点的，就整理了一下。
首先我们知道，我们编写的程序最终都是在计算机底层进行的，计算机底层也仅支持0、1两种符号。所以当时网上有个键盘只有0、1两个键，那才是大佬用的键盘。扯远了。。。
先来复习一下java的基本类型都占多少字节，占多少位（1字节等于8位）：
| 类型 | 字节数 | 位数 | 大小范围 |
| ------- | ------ | ---- | ---------------------------- |
| byte | 1 | 8 | -2^8^~2^8^-1 |
| short | 2 | 16 | -2^16^~2^16^-1 |
| int | 4 | 32 | -2^32^~2^32^-1 |
| long | 8 | 64 | -2^64^~2^64^-1 |
| float | 4 | | |
| double | 8 | | |
| char | 2 | 16 | 一个char类型可以存储一个汉字 |
| boolean | 1 | | true or false |
移位操作是把数据看作二进制数，然后将其向左或向右移动若干位的运算。在Java中，移位操作符包含三种：`>`带符号右移运算符，`>>>`无符号右移运算符。这三种操作符都只能作用于`long`,`int`,`short`,`byte`这四种基本整形类型上和`char`类型上。其他类型如double都无法使用位运算符，大家可以在ide中自行试验一下。
在java中，第一位用来表示数字的正负，第一位为零时表示正数，第一位为1时表示负数。我们拿最简单的8位byte类型举例：`0000 0000`表示0，`0111 1111`这个表示最大值(2^8^-1)，再进行加一后就变成了`1000 0000`这时就变成了最小值(-2^8^)。再加一后变成`1000 0001`这时的值为-127。也就是从0到最大值然后转为最小值，然后再从最小值向零靠近。
# 左移操作符`>`
刚才的左移中，它向左移动，高位进行了丢弃，低位进行补零。但是右移操作时有一个符号位，操作不当将造成答案与预期结果不同。
带符号右移就是在**向右移动若干位，低位进行丢弃，高位按照符号位进行填补。**对于正数做右移操作时，高位补充`0`；负数进行右移时，高位补充`1`。
再来用例子证明一下：
```java
public static void main(String[] args) {
int a = 1024;
System.out.println("a右移前的二进制：" + Integer.toBinaryString(a));
a >>= 4;
System.out.println("a右移后的二进制：" + Integer.toBinaryString(a));
System.out.println("a右移后的十进制:"+a);
int b = -70336;
System.out.println("b右移前的二进制：" + Integer.toBinaryString(b));
b >>= 4;
System.out.println("b右移后的二进制：" + Integer.toBinaryString(b));
System.out.println("b右移后的十进制:"+b);
}
```
定义了两个变量，a=1024，然后向右移动4位。b=-70336也向右移动4位。分别将它们的移动前后二进制和十进制打印出来查看。
```java
a右移前的二进制：10000000000
a右移后的二进制：1000000
a右移后的十进制:64
b右移前的二进制：11111111111111101110110101000000
b右移后的二进制：11111111111111111110111011010100
b右移后的十进制:-4396
```
a原来的二进制向右移动后，低位被丢弃，高位补充符号位也就是0。b原来的二进制向右移动后，低位被丢弃，高位补充符号位1。这也符号我们之前的运算规律：
1024 / 2^4^ =16 ；-70336/ 2^4^ = -4396。
# 无符号右移操作符`>>>`
刚才的带符号右移操作符，我们在向右移动时带着高位的符号，正数填充0，负数填充0。现在不带符号的右移操作符大体与右移操作符一致，只不过不再区分正负数，结果都是**高位补零，低位丢弃。**
再用例子来证明一下：
```java
public static void main(String[] args) {
int a = 1024;
System.out.println("a右移前的二进制：" + Integer.toBinaryString(a));
a >>>= 4;
System.out.println("a右移后的二进制：" + Integer.toBinaryString(a));
System.out.println("a右移后的十进制:"+a);
int b = -70336;
System.out.println("b右移前的二进制：" + Integer.toBinaryString(b));
b >>>= 4;
System.out.println("b右移后的二进制：" + Integer.toBinaryString(b));
System.out.println("b右移后的十进制:"+b);
}
```
还是刚才带符号右移的例子：这次我们仅仅把操作符换成无符号的右移操作符。
按照定义，其实在正数时不会有变化，因为在带符号的右移中正数也是高位补零。只不过当值为负数时会有变化，让我们看一下输出是不是符合猜想。
```java
a右移前的二进制：10000000000
a右移后的二进制：1000000
a右移后的十进制:64
b右移前的二进制：11111111111111101110110101000000
b右移后的二进制：1111111111111110111011010100
b右移后的十进制:268431060
```
确实正数没有变化，验证了我们的猜想。然后是负数，这次向右移动时高位进行了补零，低位丢弃。改变后的数值不再符合我们之前的规律。
在无符号右移中，当值为正数时，依然符合之前的规律移动一位相当于除以2。但是当值为负数时不再符合规律。
# 当移位的位数超过数值所占用的位数会怎么样？
这个问题很有意思，我们刚刚都仅仅移动了2位或者4位，如果我们超过了int的位数也就是32位后会怎么样？我们如果对一个正数左移32位，低位补零补充了32次就变成0了，就如同下面代码所写的一样，最终a的结果会是什么。会变成0吗？
```java
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
a >>= 6;
System.out.println("操作后："+b);
}
```
定义了byte的值为-1，即`1111 1111`，然后无符号右移6位，高位补零，低位丢弃，那么应该变成`0000 0011`也就是是3。让我们运行一下这段代码看一下打印出来的信息是不是3呢？
```java
操作前：-1
操作后：-1
```
运行结果与我们预期的结果不一致！
我们将它的二进制也一起打印出来看一下究竟：
```java
public static void main(String[] args) {
byte b = -1;
System.out.println("操作前十进制："+b);
System.out.println("操作前二进制："+Integer.toBinaryString(b));
b >>>= 6;
System.out.println("操作后二进制："+Integer.toBinaryString(b));
System.out.println("操作后十进制："+b);
}
```
这时再看一下运行结果
```java
操作前十进制：-1
操作前二进制：11111111111111111111111111111111
操作后二进制：11111111111111111111111111111111
操作后十进制：-1
```
原来，**Java在对`byte`,`short`,`char`这三种类型进行移位操作前，会将其先转型为`int`类型，然后再进行位操作**。由于我们有进行了重新赋值将其赋值为原来的`byte`类型，所以又进行了从`int`到`byte`的先下转型，也就是截断。我们对上面的例子进行一下修改可以更直观的发现运行过程：
```java
public static void main(String[] args) {
byte b = -1;
System.out.println("操作前十进制："+b);
System.out.println("操作前二进制："+Integer.toBinaryString(b));
System.out.println("进行无符号右移6位后的十进制："+(b>>>6));
System.out.println("操作后二进制："+Integer.toBinaryString(b>>>6));
}
```
在这里我没有使用`=`进行重新赋值，而是计算完成后直接打印十进制和二进制的结果。
```java
操作前十进制：-1
操作前二进制：11111111111111111111111111111111
进行无符号右移6位后的十进制：67108863
操作后二进制：11111111111111111111111111
```
从打印结果中可以明显的看出是先转换为int类型，然后进行位运算，位运算结束后由于重新赋值所以进行的截断。
对于`long`类型，它是64位，不用先转换。
# 总结
移位符是Java中的基本操作符，实际支持的类型只有`int`和`long`。在对`byte`,`short`,`char`类型进行移位操作时，都会先将其转换为`int`类型再进行操作。左移`>`相当于除以2。在Java中使用位运算符会比乘`*`,除`/`运算符更高效一些。而无符号右移符`>>>`在移动时高位补零，低位丢弃，在正数时仍然相当于除以2，但是在负数时结果却是变大了(由负数变为正数)。
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