Java 移位操作符詳解：<<、>>、>>> 與補碼機制

Java 移位操作符詳解：<<、>>、>>> 與補碼機制

Java 移位操作僅適用於 int 和 long；byte、short、char 會先提升為 int 再移位。三種運算符：

• << 左移：低位補 0，符號位參與移動。
• >> 帶符號右移：正數高位補 0，負數高位補 1（符號位延伸）。
• >>> 無符號右移：無論正負，高位均補 0。

注意：無 <<< 運算符；移位不循環（移出的位丟棄）。所有運算基於二進制補碼進行。

示例程序與輸出分析

public class Shift {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("=== 正數左移低位補0 ===");
        int a = 1;
        a = a << 2; // 4 -> 100
        System.out.println(a);
        System.out.println(Integer.toBinaryString(a));

        System.out.println("=== 正數右移高位補0 ===");
        a = 1;
        a = a >> 2; // 0
        System.out.println(a);
        System.out.println(Integer.toBinaryString(a));

        System.out.println("=== 負數右移高位補1 ===");
        int i = -1; // 32個1
        System.out.println(i + ": " + Integer.toBinaryString(i));
        i = i >> 2; // 仍為 -1
        System.out.println(i + ": " + Integer.toBinaryString(i));

        System.out.println("=== 負數左移低位補0 ===");
        i = i << 2; // -4 -> ...11111100
        System.out.println(i);
        System.out.println(Integer.toBinaryString(i));

        System.out.println("=== >>> 無符號右移高位補0 ===");
        i = -1;
        System.out.println(Integer.toBinaryString(i));
        i = i >>> 10; // 4194303 -> 22個1
        System.out.println(i + ": " + Integer.toBinaryString(i));

        System.out.println("=== byte 類型移位需強轉 ===");
        byte k = 10; // 1010
        System.out.println(Integer.toBinaryString(k));
        k = (byte) (k >>> 2); // 10 -> 2
        System.out.println(Integer.toBinaryString(k));
    }
}

關鍵點總結

1. 正數 << 相當於乘 2ⁿ，>> 相當於除 2ⁿ（向下取整）。
2. 負數 >> 保持符號，>>> 會變為大正數。
3. byte、short、char 移位前先提升為 int，結果需強制轉回原類型。
4. 移位運算符優先級低於算術運算符，複雜表達式建議加括號。