移位操作是把數據看作二進制數，然后將其向左或向右移動若干位的運算。在Java中，移位運算符包含三種：<<左移運算符，>>帶符號右移運算符，>>>無符號右移運算符。這三種操作符都只能作用于long,int,short,byte這四種基本整形類型上和char類型上。下面我們來詳細介紹這三種移位運算符。

1.左移操作符<<

左移操作符<<是將數據轉換為二進制后，向左移動若干位，高位丟棄，低位補零。

首先我們可以利用java中的方法獲取一個數的二進制：Integer.toBinaryString(int val)。

然后我們看下面這個例子：

public static void main(String[] args) {

int a = 10;

System.out.println("左移前的二進制:"+Integer.toBinaryString(a));

a <<= 2;

System.out.println("左移后的二進制:"+Integer.toBinaryString(a));

System.out.println("左移后的十進制:"+a);

}

首先定義一個數，值為10，打印它的二進制(1010)，然后進行左移操作2位。打印移位后的結果和二進制。

左移前的二進制:1010

左移后的二進制:101000

左移后的十進制:40

可以看出，將原來的二進制向左移動了兩位，后面進行了補零。40=10 * 2 * 2。所以一次左移等于將這個數擴大了兩倍。對于左移N位，就等于乘以2^n，如40=10*2^2。再來看一個負數的左移：

int b = -8;

System.out.println("左移前的二進制：" + Integer.toBinaryString(b));

b <<= 2;

System.out.println("左移后的二進制：" + Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("左移后的十進制：" + b);

我們定義了一個負數(-8)，打印出它的二進制，進行左移2位，左移后打印它的二進制，再將10進制打印出來查看。

左移前的二進制：11111111111111111111111111111000

左移后的二進制：11111111111111111111111111100000

左移后的十進制：-32

可以明顯的看出二進制向左移動了兩位，前面的位置丟棄，后面的位置補零。轉換為10進制也符合我們之前的運算：-32 = -8 * 2 *2。

2.帶符號右移操作符>>

剛才的左移中，它向左移動，高位進行了丟棄，低位進行補零。但是右移操作時有一個符號位，操作不當將造成答案與預期結果不同。

帶符號右移就是在**向右移動若干位，低位進行丟棄，高位按照符號位進行填補。**對于正數做右移操作時，高位補充0;負數進行右移時，高位補充1。

再來用例子證明一下：

public static void main(String[] args) {

int a = 1024;

System.out.println("a右移前的二進制：" + Integer.toBinaryString(a));

a >>= 4;

System.out.println("a右移后的二進制：" + Integer.toBinaryString(a));

System.out.println("a右移后的十進制:"+a);

int b = -70336;

System.out.println("b右移前的二進制：" + Integer.toBinaryString(b));

b >>= 4;

System.out.println("b右移后的二進制：" + Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("b右移后的十進制:"+b);

}

定義了兩個變量，a=1024，然后向右移動4位。b=-70336也向右移動4位。分別將它們的移動前后二進制和十進制打印出來查看。

a右移前的二進制：10000000000

a右移后的二進制：1000000

a右移后的十進制:64

b右移前的二進制：11111111111111101110110101000000

b右移后的二進制：11111111111111111110111011010100

b右移后的十進制:-4396

a原來的二進制向右移動后，低位被丟棄，高位補充符號位也就是0。b原來的二進制向右移動后，低位被丟棄，高位補充符號位1。這也符號我們之前的運算規律：

1024 / 2^4^ =16 ;-70336/ 2^4^ = -4396。

3.無符號右移操作符>>>

剛才的帶符號右移操作符，我們在向右移動時帶著高位的符號，正數填充0，負數填充1。現在不帶符號的右移操作符大體與右移操作符一致，只不過不再區分正負數，結果都是高位補零，低位丟棄。

再用例子來證明一下：

public static void main(String[] args) {

int a = 1024;

System.out.println("a右移前的二進制：" + Integer.toBinaryString(a));

a >>>= 4;

System.out.println("a右移后的二進制：" + Integer.toBinaryString(a));

System.out.println("a右移后的十進制:"+a);

int b = -70336;

System.out.println("b右移前的二進制：" + Integer.toBinaryString(b));

b >>>= 4;

System.out.println("b右移后的二進制：" + Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("b右移后的十進制:"+b);

}

還是剛才帶符號右移的例子：這次我們僅僅把操作符換成無符號的右移操作符。

按照定義，其實在正數時不會有變化，因為在帶符號的右移中正數也是高位補零。只不過當值為負數時會有變化，讓我們看一下輸出是不是符合猜想。

a右移前的二進制：10000000000

a右移后的二進制：1000000

a右移后的十進制:64

b右移前的二進制：11111111111111101110110101000000

b右移后的二進制：1111111111111110111011010100

b右移后的十進制:268431060

確實正數沒有變化，驗證了我們的猜想。然后是負數，這次向右移動時高位進行了補零，低位丟棄。改變后的數值不再符合我們之前的規律。

在無符號右移中，當值為正數時，依然符合之前的規律移動一位相當于除以2。但是當值為負數時不再符合規律。

當移位的位數超過數值所占用的位數會怎么樣?

這個問題很有意思，我們剛剛都僅僅移動了2位或者4位，如果我們超過了int的位數也就是32位后會怎么樣?我們如果對一個正數左移32位，低位補零補充了32次就變成0了，就如同下面代碼所寫的一樣，最終a的結果會是什么。會變成0嗎?

public static void main(String[] args) {

int a = 10;

a <<= 32;

System.out.println(a);

}

經過我們運行后發現a的結果最終沒變還是10。我們如果改成左移33位，它的結果會變成20。那么它的運算規律會不會是當超過位數后僅僅移動對位數的余數呢?比如對int做操作，它實際是運算 位數%32次。

經過多次試驗發現答案確實就是這個猜想，當對int類型處理時，右移x位的運算為x%32位。

對其他類型也是一樣嗎?

我們剛才都是用的int類型，那么對于byte,short,char,long都一樣嗎?

事實上，Java在對byte,short,char這三種類型進行移位操作前，會將其先轉型為int類型，然后再進行位操作。由于我們有進行了重新賦值將其賦值為原來的byte類型，所以又進行了從int到byte的先下轉型，也就是截斷。我們對上面的例子進行一下修改可以更直觀的發現運行過程：

public static void main(String[] args) {

byte b = -1;

System.out.println("操作前十進制："+b);

System.out.println("操作前二進制："+Integer.toBinaryString(b));

System.out.println("進行無符號右移6位后的十進制："+(b>>>6));

System.out.println("操作后二進制："+Integer.toBinaryString(b>>>6));

}

在這里我沒有使用=進行重新賦值，而是計算完成后直接打印十進制和二進制的結果。

操作前十進制：-1

操作前二進制：11111111111111111111111111111111

進行無符號右移6位后的十進制：67108863

操作后二進制：11111111111111111111111111

從打印結果中可以明顯的看出是先轉換為int類型，然后進行位運算，位運算結束后由于重新賦值所以進行的截斷。

對于long類型，它是64位，不用先轉換。

我們不難得出結論，移位符是Java中的基本操作符，實際支持的類型只有int和long。在對byte,short,char類型進行移位操作時，都會先將其轉換為int類型再進行操作。左移<<操作符相當于乘以2。帶符號右移操作符>>相當于除以2。在Java中使用位運算符會比乘*,除/運算符更高效一些。而無符號右移符>>>在移動時高位補零，低位丟棄，在正數時仍然相當于除以2，但是在負數時結果卻是變大了(由負數變為正數)。

本文對三種移位運算符進行了詳細地講解，事實上，在講解的過程中用到我們之前學習的一些Java基礎知識，比如說Java的移位操作，以及各個進制的轉換。對于，Java零基礎的小伙伴來說，不要急于求成，學習更高難度的知識，而是應該返璞歸真，從基礎開始，打好基礎才能鑄就輝煌。