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在 Java 中，移位運算符是一種強大的工具，用于對整數進行按位操作。它們通過將整數的二進制表示向左或向右移動指定的位數來工作。移位運算符在計算機科學中廣泛用于位操作、數據編碼和優化算法。

移位運算符

Java 中有四種移位運算符：

• ：左移運算符
• ：右移運算符
• ：無符號右移運算符
• instanceof ：比較兩個整數是否是同一類的運算符

左移運算符 ()

左移運算符將整數的二進制表示向左移動指定數量的位。它相當于乘以 2 的冪。例如：

```javaint num = 10; // 二進制表示：1010num <<= 2; // 左移2 位，二進制表示：101000System.out.println(num); // 輸出：40```

右移運算符 ()

右移運算符將整數的二進制表示向右移動指定數量的位。它相當于除以 2 的冪。對于有符號整數，向右移會用符號位填充空出的位。例如：

```javaint num = -10; // 二進制表示：111111111111111111111110num >>= 2; // 右移 2 位，二進制表示：11111111111111111111111111101110System.out.println(num); // 輸出：-15```

無符號右移運算符 ()

無符號右移運算符與右移運算符類似，但它將空出的位用 0 填充。這對于處理無符號整數非常有用。例如：

```javaint num = 10; // 二進制表示：1010num >>>= 2; // 無符號右移 2 位，二進制表示：0010System.out.println(num); // 輸出：2```

instanceof 運算符

instanceof 運算符用于比較兩個整數是否是同一類。如果兩個整數是同一類，則它返回 true，否則返回 false。例如：

```java int num1 = 10;int num2 = 20;if (num1 instanceof Integer) {System.out.println("num1 是 Integer 類");}if (num1 instanceof Number) {System.out.println("num1 是 Number 類");}```以上代碼會輸出：```num1 是 Integer 類num1 是 Number 類```

移位運算符的應用

移位運算符在 Java 中有廣泛的應用，包括：

• 位操作：移位運算符可用于進行位操作，例如設置、清除或獲取整數中的特定位。
• 數據編碼：移位運算符可用于對數據進行編碼，例如壓縮或加密。
• 優化算法：移位運算符可用于優化算法，例如快速排序或二進制搜索。

示例：設置二進制表示中的特定位

```javaint num = 10; // 二進制表示：1010int mask = 1 << 3; // 掩碼：00001000int result = num | mask; // 設置第 3 位，二進制表示：10110System.out.println(result); // 輸出：14```

示例：使用移位運算符進行快速排序

```javapublic static void quickSort(int[] arr) {int pivot = arr[arr.length / 2]; // 樞紐元素int[] left = new int[arr.length];int[] right = new int[arr.length];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (arr[i] <= pivot) {left[i] = arr[i];} else {right[i - left.length] = arr[i];}}quickSort(left);quickSort(right);System.arraycopy(left, 0, arr, 0, left.length);System.arraycopy(right, 0, arr, left.length, right.length);}```

結論

移位運算符是 Java 中強大的工具，廣泛用于位操作、數據編碼和優化算法。理解和正確使用這些運算符可以顯著提高你的 Java 編程技能。

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