必备知识

计算机是以二进制方式来进行运算的,也就是0和1 。所有数据必须转化成0、1代码计算机才能识别。
在计算机系统中，数值，一律采用补码表示和存储。
计算机中的数均放在寄存器中，通常称寄存器的位数为机器字长。
无符号数：既没有符号（+，-）的数，在寄存器中的每一位均可以用来存放数值。
有符号数：带正负号（+，-）的数，需要留出位置存放符号，“0”表示“正”，“1”表示“负”。
因此，在机器字长相同时，无符号和有符号数对应的数值范围是不同的。如机器字长为16位，无符号表示范围0 ~ 65535，有符号-32768 ~ +32767。
正数:

正整数的原码、反码和补码是一样的。
即看到符号位（第一位）是0，就可以照着写出其他两种码。

负数：

原码转换为反码：符号位不变，数值位分别“按位取反”
反码转换为原码也是一样：符号位不变，数值位分别“按位取反”
原码转换为补码：符号位不变，数值位按位取反,末位再加1
补码转换为原码：符号位不变，数值位按位取反,末位再加1
即补码的补码等于原码
求补(变补)，即已知[X]补，求[-X]补。
符号位和数值位都取反，末位再加1

算术移位

不改变符号位的移位操作
算术是带有符号的数据，所以我们不能直接移动所有的位数，这可能会使得符号不正确。

不同码制机器数算术移位后的空位添补规则

真值	码制	添补代码
正数	原码、反码、补码	0
负数	原码	0
负数	补码	左移添0
负数	补码	右移添1
负数	反码	1

举例说明：
正数：不论是原码反码补码，左移还是右移，添补代码都是0.
负数的补码：左移时低位补0（右边），右移时高位补1（左边）.

逻辑移位

无符号数的移位称为逻辑移位
对于逻辑移位，就是不考虑符号位，移位的结果只是数据所有的位数进行移位

规则：
左移时，高位移丢，低位添0；右移时，低位移丢，高位添0。

用例子说话

在这里插入图片描述

Java中整型（int）4个字节，一个字节8位，即32位。
二进制中最高位是符号位， 1 代表负数，0 代表正数。
7:
原码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
反码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
-7:
原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
反码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000
补码：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001

算术右移：
7>>2

-7>>2

算术左移：
7<<2

-7<<2

逻辑右移：
7>>>2

-7>>>2

那么问题来了：为什么1<<31答案是负数?
在这里插入图片描述

总结

Java中：
<<算术左移
>>算术右移
>>>逻辑右移

逻辑左移=算数左移，每次移动，右边统一添0。

逻辑右移，不管符号位,左边统一添0.比如一个有符号位的8位二进制数11001101，如果移一位就变01100110.

算数右移，左边添加的数和符号有关。

补充：

二进制的最高位是符号位:0表示正数,1表示负数
0的反码，补码都是0
java没有无符号数,换言之,java中的数都是有符号的
在计算机运算的时候，都是以补码的方式来运算的.
当我们看运算结果的时候,要看他的原码(重点)。
java 中有 7 个位运算(&、|、^、~、>>、<<和 >>>)(以补码运算，转原码看结果)

按位与&：两位全为1，结果为1，否则为0
按位或|：两位有一个为1，结果为1，否则为0
按位异或^：两位一个为0,一个为1，结果为1，否则为0
按位取反~：0->1 ,1->0