Java руководство для начинающих - Шилдт Герберт (2012)

Унарная операция поразрядного НЕ (или дополнения до 1) изменяет на обратное состояние всех битов операнда. Так, если некоторая целочисленная переменная А содержит значение с двоичным представлением 10010110, то в результате поразрядной операции ~А получится двоичная комбинация 01101001.

Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение операции поразрядного НЕ. Эта программа отображает число и его дополнение в двоичном представлении.

// Демонстрация операции поразрядного НЕ.

class NotDemo {

public static void main(String args[]) {

byte b = -34;

for(int t=128; t > 0; t = t/2) {

if((b & t) != 0) System.out.print("1 ");

else System.out.print("0 ") ;

}

System.out.println() ;

// изменить на обратное состояние всех битов

b = (byte) ~b;

for(int t=128; t > 0; t = t/2) {

if((b & t) != 0) System.out.print("1 ") ;

else System.out.print("0 ");

}

}

}

Выполнение этой программы дает следующий результат:

1 1 0 1 1 1 1 0

0 0 1 0 0 0 0 1

Операторы сдвига

В Java предусмотрена возможность сдвига битов, составляющих числовое значение, влево или вправо на заданное количество позиций. Для этой цели в Java предоставляются три перечисленных ниже оператора сдвига.

<<

Сдвиг влево

>>

Сдвиг вправо

>>>

Сдвиг влево без знака

Ниже приведена общая форма для этих операторов.

значение << число_битов

значение >> число_битов

значение >>> число_битов

где число_битов — это число позиций двоичных разрядов, на которое сдвигается указанное значение.

При сдвиге влево освободившиеся младшие разряды заполняются нулями. А при сдвиге вправо дело обстоит немного сложнее. Как известно, признаком отрицательного целого числа является единица в старшем разряде, поэтому при сдвиге вправо старший (знаковый) разряд сохраняется. Если число положительное, то в него записывается нуль, а если отрицательное — единица.

Помимо сохранения знакового разряда, необходимо помнить еще об одной особенности сдвига вправо. Отрицательные числа в Java (как, впрочем, и в других языках программирования) представлены в виде дополнения до двух. Для того чтобы преобразовать положительное число в отрицательное, нужно изменить на обратное состояние всех битов его двоичного представления, а к полученному результату прибавить единицу. Так, значение -1 имеет байтовое представление 11111111. Сдвинув это значение вправо на любое число позиций, мы снова получим -1!

Если при сдвиге вправо не требуется сохранять знаковый разряд, то можно воспользоваться сдвигом вправо без знака (оператором »>). В этом случае освободившиеся старшие разряды всегда будут заполняться нулями. Именно поэтому такая операция называется еще сдвигом с заполнением нулями. Сдвигом вправо без знака удобно пользоваться для обработки нечисловых значений, в том числе кодов состояния.

При любом сдвиге теряются те биты, которые сдвигаются. Циклический сдвиг в Java

не поддерживается, и поэтому нет возможности восстановить потерянные разряды.

Ниже приведен пример программы, демонстрирующий эффект от применения операторов сдвига влево и вправо. В двоичном представлении исходного целочисленного значения 1 установлен лишь младший разряд. К этому значению восемь раз применяется операция сдвига влево. После каждого сдвига на экран выводится восемь младших разрядов числа. Затем единица устанавливается в восьмом двоичном разряде числа и производятся его сдвиги вправо.

// Демонстрация операторов « и ».

class ShiftDemo {

public static void main(String args[]) {

int val = 1;

for(int i = 0; i < 8; i++) {

for(int t=128; t > 0; t = t/2) {