Java 中的位移運算子 >> , << , >>>
最近在看一些在學習一些原始碼，在原始碼中經常會看到一些位移運算子的使用，比如在看HashMap原始碼的時候，在計算hashMap容量的閾值的時候，就使用到了位移運算子，程式碼如下：
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;
}
對位移運算子概念不熟悉的同學，看到這個估計是一臉懵逼，所以要想完全看懂原始碼，就需要對位移運算子有一定的瞭解。下面我用以任意一個10進位制的int 資料
int e = 12345 為例進行解析：
12345 二進位制表達：
12345二進位制表達.png
1、左位移運算子 <<
如果 e << 1 ,左位移1位：
左位移1位1.png
位移後十進位制數值變成：24690，剛好是12345的二倍，所以有些人會用左位移運算子代替乘2的操作，但是這並不代表是真的就是乘以2，很多時候，我們可以這樣使用，但是一定要知道，位移運算子很多時候可以代替乘2操作，但是這個並不代表兩者是一樣的(這一點需要格外注意，很多人都存在這樣的誤解)，接著往下看：
如果繼續左移，12345左移14位：
e<<14
左位移14位.png
這裡要注意了，左位移18位後，二進位制首位為1，如下圖所示：
左位移18位.png
此時二進位制表達首位為1，此時數值為 -1058799616，同理，如果繼續位移，左位移20位，則值為 59768832 又變成了正數
所以根據這個規則，如果任意一個十進位制的數左位移32位，右邊補位32個0，十進位制豈不是都是0了？當然不是！！！ 當int 型別的資料進行左移的時候，當左移的位數大於等於32位的時候，位數會先求餘數，然後再進行左移，也就是說，如果真的左移32位 e << 32 的時候，會先進行位數求餘數，即為 e<<(32%32) 相當於 e<< 0 ，所以e<< 33 的值和e<<1 是一樣的，都是 24690
2、右移運算子 >>
同樣，還是以12345這個數值為例，
e右移1位： e>>1
12345右移1位.png
右移後得到的值為 6172 和int 型別的資料12345除以2取整所得的值一樣，所以有些時候也會被用來替代除2操作
但是如果繼續右移，直接右移14位，即為e>>14，則結果為0 ，其過程和左移相似，就不一一演示了；另外，對於超過32位的位移，和左移運算子一樣，，會先進行位數求餘數
3、無符號右移運算子：>>>
無符號右移運算子和右移運算子是一樣的，不過無符號右移運算子在右移的時候是補0的，而右移運算子是補符號位的
一下是 -12345 二進位制表示式
-12345二進位制表達.png
對於原始碼、反碼、補碼不熟悉的同學，請自行學習，這裡就不再進行補充了講解了，這裡提醒一下，在右移運算子中，右移後補0，是由於正數 12345 符號位為0 ，如果為1 則應補1
無符號右移運算子.png
最後補充一下：
1、原碼、反碼和補碼
一個數可以分成符號位（0正1負）+ 真值，原碼是我們正常想法寫出來的二進位制。由於計算機只能做加法，負數用單純的二進位制原碼書寫會出錯，於是大家發明了反碼（正數不變，負數符號位不變，真值部分取反）；再後來由於+0， -0的爭端，於是改進反碼，變成補碼（正數不變，負數符號位不變，真值部分取反，然後+1）。二進位制前面的0都可以省略，所以總結來說：計算機裡的負數都是用補碼（符號位1，真值部分取反+1）表示的。
2、位運算子和2的關係
位運算子和乘2 除2 在大多數時候是很相似的，可以進行替代，同時效率也會高的多，但是兩者切記不能混淆 ；
很多時候有人會把兩者的概念混淆，尤其是資料剛好是 2、4、6、8、100等偶數的時候，看起來就更相似了，但是對於奇數，如本文使用的12345 ，右移之後結果為6172 ，這個結果就和數學意義上的除以2不同了，不過對於int 型別的資料，除2 會對結果進行取整，所以結果也是6172 ，這就更有迷惑性了