在Java中，左移 (<<) 和右移 (>>) 是位运算符，用于对二进制数进行移位操作。移位操作会对数字的位模式进行直接操作。

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1. 左移运算符（<<）

功能：

• 左移操作会将一个数字的二进制位向左移动指定的位数，右边用 0 填充。
• 每向左移动一位，相当于该数字乘以2（但不是严格意义上的乘法，可能会导致溢出）。

语法：

result = value << n;

• value 是要操作的数字。
• n 是移动的位数。

特点：

• 左移后会扩大数字的值（如果没有溢出的话）。
• 右边补0。
• 如果是负数，二进制会以补码形式参与计算。

示例：

int a = 5; // 二进制：00000000 00000000 00000000 00000101
int result = a << 2; // 左移2位：00000000 00000000 00000000 00010100（20）
System.out.println(result); // 输出：20

2. 右移运算符（>>）

功能：

• 右移操作会将一个数字的二进制位向右移动指定的位数。
• 符号位扩展：如果是正数，高位用0填充；如果是负数，高位用1填充（即符号位保持不变）。
• 每向右移动一位，相当于该数字除以2（向下取整）。

语法：

result = value >> n;

• value 是要操作的数字。
• n 是移动的位数。

特点：

• 对于正数，右移后高位用0填充。
• 对于负数，右移后高位用1填充（符号位扩展）。
• 适合处理带符号的数字。

示例：

int a = 20; // 二进制：00000000 00000000 00000000 00010100
int result = a >> 2; // 右移2位：00000000 00000000 00000000 00000101（5）
System.out.println(result); // 输出：5

int b = -20; // 二进制：11111111 11111111 11111111 11101100（补码表示）
int result2 = b >> 2; // 右移2位：11111111 11111111 11111111 11111011（-5）
System.out.println(result2); // 输出：-5

3. 无符号右移运算符（>>>）

除了 >>，Java 还提供了 无符号右移运算符 >>>：

• 无论正数还是负数，高位都用 0 填充。
• 通常用于操作无符号数据。

示例：

int a = -20; // 二进制：11111111 11111111 11111111 11101100（补码表示）
int result = a >>> 2; // 无符号右移2位：00111111 11111111 11111111 11111011
System.out.println(result); // 输出：1073741819

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总结

操作符	名称	功能
<<	左移	二进制向左移，右边补0，相当于乘以2的n次方（如果不溢出）。
>>	符号右移	二进制向右移，保留符号位，高位补符号位（正数补0，负数补1），相当于除以2的n次方。
>>>	无符号右移	二进制向右移，高位总是补0，不考虑符号位。

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扩展：i <<= j

• 在Java中，i <<= j 是一个复合运算符，它等价于 i = i << j，表示将 i 的二进制位向左移动 j 位，然后将结果赋值给 i。即将 i 左移j位，相当于 i 乘以 2 的 j 次方。

运算过程

1. i 的二进制形式会向左移动 j 位。
2. 移位后，低位用 0 补充，高位可能会溢出（超出当前数据类型范围的部分会被丢弃）。
3. 最终结果存回变量 i。

示例

示例1：对正数进行左移

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 5; // 二进制：00000000 00000000 00000000 00000101
        int j = 2;

        i <<= j; // 等价于 i = i << j
        // 左移2位：00000000 00000000 00000000 00010100 （20）

        System.out.println(i); // 输出：20
    }
}

示例2：对负数进行左移

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = -5; // 二进制（补码）：11111111 11111111 11111111 11111011
        int j = 2;

        i <<= j; // 等价于 i = i << j
        // 左移2位：11111111 11111111 11111111 11101100 （-20）

        System.out.println(i); // 输出：-20
    }
}

示例3：可能的溢出问题

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1073741824; // 二进制：01000000 00000000 00000000 00000000
        int j = 1;

        i <<= j; // 左移1位：10000000 00000000 00000000 00000000
        // 超过32位，结果变为负数（溢出）

        System.out.println(i); // 输出：-2147483648
    }
}

注意点

1. 左移等价于乘以2的幂：
   • 每向左移1位，相当于乘以2。
   • 例如：5 <<= 1 等价于 5 * 2 = 10，5 <<= 2 等价于 5 * 4 = 20。
   • 注意，左移不会检查溢出问题，可能导致负数或错误的结果。
2. 溢出问题：
   • 移位可能会导致高位被截断，特别是当操作数接近数据类型的最大值时。
3. 适用数据类型：
   • 左移操作支持整型和长整型（int 和 long）。
   • 如果操作的类型小于 int（比如 byte 或 short），会被提升为 int 再执行移位运算。