Java：在負數上右移

Question

對負數右移操作我很困惑，這裏是代碼。

int n = -15; 
System.out.println(Integer.toBinaryString(n)); 
int mask = n >> 31; 
System.out.println(Integer.toBinaryString(mask)); 

，其結果是：

11111111111111111111111111110001 
11111111111111111111111111111111 

爲什麼右移31不爲1（符號位）移位一個負數？

Answer 1

因爲在Java中沒有無符號數據類型，所以有兩種類型的右移：arithmetic shift>>和logical shift>>>。 http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/op3.html

算術移位>>將保持符號位。

無符號移位>>>不會保留符號位（從而填充0多個）。

（維基百科圖像）

---

順便說，既算術左移和邏輯左移具有相同的結果，所以僅存在一個左移<<。

Answer 2

運算符>>調用帶符號右移，將所有位右移指定的次數。重要的是>>填充最左邊的符號位（最高有效位MSB）到最後一位。這稱爲符號擴展名和服務當您將它們右移時保留負數的符號。

下面是我用一個例子圖示來說明其工作原理（一個字節）：

例子：

i = -5 >> 3; shift bits right three time 

五位二進制補碼形式爲1111 1011

記憶表徵：

MSB 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
    7 6 5 4 3 2 1 0 
^This seventh, the left most bit is SIGN bit 

而且下面是，>>如何工作？當你做-5 >> 3

     this 3 bits are shifted 
         out and loss 
MSB     (___________)  
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
    | \     \ 
    | ------------|  ----------| 
    |    |    | 
    ▼    ▼    ▼ 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
(______________) 
The sign is   
propagated 

注意：最左邊的三位是一個因爲每個班次符號位是保留的，每個位是正確的了。我寫了該符號傳播，因爲所有這三位都是由於符號（但不是數據）。

也因爲三個右移最右邊的三位都是虧損的。

右兩個箭頭之間的位從前面的位-5中暴露出來。

我認爲如果我也爲一個正數編寫一個例子會很好。下面的例子是5 >> 3五是一個字節是0000 0101

     this 3 bits are shifted 
         out and loss 
MSB     (___________)  
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
    | \     \ 
    | ------------|  ----------| 
    |    |    | 
    ▼    ▼    ▼ 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
(______________) 
The sign is   
propagated 

再次看到我寫符號傳播，所以最左邊的三個零是由於籤位。

所以這就是運算符>>簽名右移做，保留左操作數的符號。

[答案]
在代碼中，你換班-15到適合使用>>操作讓你最右31位鬆動31次，結果是所有位1實際-1在量值。

你注意到了嗎，這樣-1 >> n就相當於沒有聲明。
_{我相信，如果一個做i = -1 >> n應該被Java編譯器進行優化，以i = -1，但那是另一回事}

下，這將是有趣的Java的瞭解多了一個向右移位運算符可用>>>稱爲無符號右移。它在邏輯上起作用，並且在每次換班時從左側填充零。因此，在每次右移時，如果您使用無符號右移>>>運算符來計算負數和正數，則始終在最左邊的位置得到一個零位。

例子：

i = -5 >>> 3; Unsigned shift bits right three time 

，下面將我的圖表，演示瞭如何表達-5 >>> 3作品？

     this 3 bits are shifted 
         out and loss 
MSB     (___________)  
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
    | \     \ 
    | ------------|  ----------| 
    |    |    | 
    ▼    ▼    ▼ 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 
+----+----+----+---+---+---+---+---+ 
(______________) 
    These zeros 
    are inserted 

你可以注意到：這次我不寫那個傳播符號位，但實際上>>>操作插入零。因此>>>不保留符號，而是做邏輯右移。

在我的知識中，未經簽名的右移在VDU（圖形編程）中很有用，雖然我沒有使用它，但是在過去的某些地方讀過它。

我建議你讀這個：Difference between >>> and >>：>>是算術右移，>>>是邏輯右移。

編輯：

一些有趣的無符號右移運算符>>>運營商。

• 無符號的向右移位運算>>>產生一個純值，該值是它的左操作數由它的右操作數中指定的比特數右移用零0擴展。

• 與>>和<<一樣，運算符>>>也是運算符從不拋出異常。

• 無符號右移運算符的每個操作數的類型必須是整數數據類型，否則會發生編譯時錯誤。

• 運算符>>>可以對其操作數執行類型轉換;與算術二元運算符不同，每個操作數都是獨立轉換的。如果操作數的類型是byte，short或char，那麼在計算運算符的值之前，該操作數將轉換爲int。

• 無符號右移運算符產生的值的類型是其左操作數的類型。LEFT_OPERAND >>> RHIGT_OPERAND

• 如果轉換類型的左操作數的是int，則右操作數的值僅五個最低顯著位用作移位距離。 （即2 = 32位=位在INT數）
  所以，移位距離的範圍是從0至31

  在此，通過r >>> s產生的值是相同的：

  s==0 ? r : (r >> s) & ~(-1<<(32-s)) 
  

• 如果左操作數的類型是長，則只有六個最右邊的操作數的值的顯著位用作移位距離。（即2 = 64位=長的位數）

  在此，通過r >>> s產生的值是相同的，如下所示：

  s==0 ? r : (r >> s) & ~(-1<<(64-s)) 
  

甲有趣參考：[Chapter 4] 4.7 Shift Operators

Answer 3

因爲>>被定義爲一個算術右移，這保留了標誌。爲了達到預期的效果，請使用邏輯右移，即>>>運算符。