Java位移位的奇怪之处

Question

Java 有 2 个用于右移的位移运算符：

>> shifts right, and is dependant on the sign bit for the sign of the result

>>> shifts right and shifts a zero into leftmost bits

http://java .sun.com/docs/books/tutorial/java/nutsandbolts/op3.html

这看起来相当简单，所以任何人都可以向我解释为什么这段代码在给 bar 赋予 -128 的值时会产生一个值foo 的 -2：

byte foo = (byte)((bar & ((byte)-64)) >>> 6);

这意味着获取一个 8 位字节，最左边 2 位的掩码，并将它们移到最右边的 2 位。 Ie：

initial = 0b10000000 (-128)
-64 = 0b11000000
initial & -64 = 0b10000000
0b10000000 >>> 6 = 0b00000010

结果实际上是-2，也就是

0b11111110

Ie。 1 而不是零被移到左侧位置

Answer 1

这是因为 &实际上正在执行到 int 的提升 - 这留下了大量的“1”位。然后右移，将最左边的 2 位保留为 0，然后通过转换回字节来忽略这些最左边的位。

当您分离出操作时，这一点会变得更清楚：

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        byte bar = -128;
        int tmp = (bar & ((byte)-64)) >>> 6;
        byte foo = (byte)tmp;
        System.out.println(tmp);
        System.out.println(foo);
    }
}

打印

67108862
-2

So 再次进行位算术：

initial = 0b10000000 (-128)
-64 = 0b11000000
initial & -64 = 0b11111111111111111111111110000000 // it's an int now
0b10000000 >>> 6 = 0b00111111111111111111111111100000 // note zero-padding
(byte) (0b10000000 >>> 6) = 11100000 // -2

即使您从 & 中得到了正确的结果；操作（通过在该点进行转换），>>> 无论如何都会首先将第一个操作数提升为 int。

编辑：解决方案是改变掩盖事物的方式。不要用 -64 进行掩码，而只需用 128+64=192=0xc0 进行掩码：

byte foo = (byte)((bar & 0xc0) >>> 6);

这样，您实际上就只留下您想要的两位，而不是在最高有效 24 位中加载 1。

Answer 2

AFAIK，在 Java 中，大多数运算符（+、-、>>、& 等）无法处理小于 int 的任何值。因此，您的按位移位和 & 会在后台将值隐式转换为 int ，然后通过外部显式转换返回 byte 。最后一次转换消除了高位中的零。

要获得您期望的结果，请尝试在 int 上执行此操作。

Answer 3

其他人已经告诉你原因，但我将进一步分解并提供真正问题的答案。

byte foo = (byte)((bar & ((byte)-64)) >>> 6);

自从 &运算符会将所有内容提升为 int，其作用本质上是：

byte foo = (byte)(((int)bar & (int)((byte)-64)) >>> 6);

如果 bar 为 -128，则 (int)bar 为 0xFFFFFF80，然后与 0xFFFFFFFC0 进行 & 运算...即：0xFFFFFF80，然后将其向右移动 6 个位置get: 0x3FFFFFFE

正确的答案非常简单：

byte foo = (byte)((bar & 0xC0) >> 6);

将 bar 提升为 int 来表示 &操作，因此该 int 中剩下的唯一内容将是原始字节的前两位。然后将其右移 6 位并将其转换回字节。