为什么当 b 是一个字节且在 Java 中值为 -1 时，b >>> 1 总是等于 -1？

Question

我知道这>>>是无符号右移，并且由于byte在 Java 中是有符号的 8 位，因此 -1 将表示为1111 1111。结果，对于下面的代码：

byte b = (byte) -1;
b >>>= 1;
System.out.println(b);

它不应该打印127（二进制的0111 1111）吗？-1但无论我执行多少次（例如在循环中），>>>我b得到的结果始终是。

任何人都可以解释为什么以及以什么方式我可以获得我期望的结果（即执行无符号右移，其中-1右移一次等于Java中的127a byte）？我的理解有错吗？多谢！

Answer 1

您遇到了一系列非常奇怪的 Java 设计选择，这些选择使这段代码“撒谎”（它似乎做了一件事，但实际上不会做那件事）。让我们来分解一下：

鲜为人知的 java 方面 1：byte、short、char和boolean较差

在java中，byte, short, char,boolean是下级原语，int, long,double和float是上级原语。除了数组存储和数组加载之外，没有其他操作码。java中没有将2个字节加在一起的操作码。它只是不存在。。javac鉴于不知道要生成什么，因此实际上不可能做到这一点。所以与其：

byte b = 5;
byte c = 10;
byte d = b + c;

实际上的意思是：

byte b = 5;
byte c = 10;
byte d = (int) b + (int) c;

因此，这是一个编译器错误 - int + intis的结果int，并且在没有显式转换的情况下不允许尝试将 an 分配int给 a 。byte

您可以轻松地查看任何Java 字节码列表。您将找到 FADD、DADD、IADD 和 LADD（分别为“浮点加法”、“双倍加法”、“整数加法”和“长加法”）。但你找不到 byte/short/char 变体；没有 BADD、CADD 或 SADD。

鲜为人知的 java 方面 2：复合赋值运算符自动转换。

这：a += b;实际上根本不一样a = a + b;！我知道你是这么教的，但这是不正确的。事实上，它等于a = (byte) (a + b);它本身byte的类型a：

double d = 5.5;
int x = 5;
x = x + d; // obviously, compiler error. Explicit cast needed.

相对：

double d = 5.5;
int x = 5;
x += d;

完全合法。结果 x 为 10。完整流程为：

• x 是 5。这被转换为，double因为 java 只能在相同类型的两个事物之间进行数学运算。
• d是5.5，已经是双倍了，不错。
• DADD字节码被执行；结果是 10.5。
• 这被转换为int，导致10，被分配给x。

javap如果你想看到这个就跑吧。

结合两者

因此，让我们分解您的代码：

byte b = (byte) -1;

这使得 int -1（32 个“1”位），然后将其转换为 byte，从而b得到值1111 1111。到目前为止，一切都很好，没有什么令人惊讶的。

b >>>= 1;

呼男孩。这看起来很简单，但是却非常复杂。它的语法糖用于：

b = (byte) (((int) b) >>> 1);

分解一下：

• (int) b结果为 32 个 1 位。b以字节为单位为 -1，将其转换为 int 会产生 -1 int，即 32 个 1 位。
• >>> 1然后将其设为 0，后跟 31 个 1 位。
• 然后将其转换回一个字节，即 -1 - 8 1 位。

那么我该怎么做呢？

byte基本上不要使用。除非在以下情况下，否则不要使用劣质基元：

• 本质上，您可以在签名（即方法的返回类型或参数类型）中将它们用作 API 文档。
• 你做一个数组。byte[] 很有用，而且每个项目实际上只占用 1 个字节。

对于所有其他事情（例如单个字段和针对数学的局部变量，例如您正在做的事情），不要. 正如您在这里发现的那样，他们的行为并不像您想象的那样。

只需使用整数即可。如果您想要一个“无符号字节”，只需创建一个int变量并使用它：

byte b = (byte) -1;
int x = b & 0xFF; // x is now 0000...0000 1111 1111.
System.out.println(x); // prints 255
x >>= 1;
System.out.println(x); // prints 127

byte作为一个单一值（不仅仅是byte[]）byte，在任何方面都不比64 位架构上的效率更高int，甚至可能更高效。longJava 不会分配更少的内存（因为所有东西都必须在字边界上对齐），操作也不会更快（CPU 已经在 64 位块中工作）。