有趣的位运算-移位运算

1左移、右移、无符号右移

左移（<<）：运算符左边的对象向左移动运算符右边指定的位数（在低位补0）

右移（>>）：运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。使用符号扩展机制（如果值为正，则在高位补0，如果值为负，则在高位补1）

无符号右移（>>>）：运算符左边的对象向右移动运算符右边指定的位数。采用0扩展机制（无论值的正负，都在高位补0）

注：x<<y 相当于 x*2^y；x>>y相当于x/2^y
从计算速度上讲，移位运算要比算术运算快。
如果x是负数，那么x>>>3没有什么算术意义，只有逻辑意义。（计算机是补码的形式存储）

与按位运算符一样，移位运算符可以用于byte、short、int、long等整数类型，和字符串类型char，但是不能用于浮点数类型float、double；当然，在Java5.0及以上版本中，移位运算符还可用于byte、short、int、long、char对应的包装器类。

2有趣的问题

对一个int型的数字a，a>>32 = a<<32 = a。

例如，整数1（0000 0000 0000 0001），按照上述规则1<<32 = 0（0000 0000 0000 0000），左移低位补0。而实际结果却是1.

Think in Java给出了解释：

“对char，byte或者short进行移位处理，那么在移位进行之前，它们会自动转换成一个int。只有右侧的5个低位才会有用。这样可防止我们在一个int数里移动不切实际的位数。若对一个long值进行处理，最后得到的结果也是long。此时只会用到右侧的6个低位，防止移动超过long值里现成的位数。”

说白了就是移多了没什么意义。这里5个低位[00000,11111]。所以以上几个类型只有在[0,31]范围位移才有效。那么若位移数大于31会怎么样呢？

jdk是这么做的：采用模运算。所以1<<32 = 1<<（32%32）= 1<<0 = 1。

3位移运算在hashMap源码中的经典应用

    static int hash(int h) {  
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);  
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);  
    }

之前看源码的时候一直不明白为什么要这么做。下面大家看一个例子可能就猜出来了（结合hashMap设计原则）

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Integer number1 = 80000;
        printInfo(number1.hashCode());
        printInfo(hash(number1.hashCode()));
        
        Integer number2 = 1024;
        printInfo(number2.hashCode());
        printInfo(hash(number2.hashCode()));
    }
    
    
    //  输出一个int的二进制数
    private static void printInfo(int num){
        System.out.println(Integer.toBinaryString(num));
    }
    
    static int hash(int h) {  
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);  
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);  
    }  

}

输出：

10011100010000000
10010100101101011
10000000000
10001001000

hashMap采用数组和链表实现，设计当然希望这个HashMap里面的元素位置尽量的分布均匀些，尽量使得每个位置上的元素数量只有一个，那么当我们用hash算法求得这个位置的时候，马上就可以知道对应位置的元素就是我们要的，而不用再去遍历链表，这样就大大优化了查询的效率。而原始数据经过hash方法后，1的分布更加均匀。有没有想到点什么？不得不佩服设计这段代码的大神~