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

>>>

是无符号右移，并且由于Java中的

byte

是有符号的8位，所以-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

（二进制为0111 1111）吗？但无论我执行

-1

到

>>>

多少次（例如循环），我得到的结果始终是

b

。

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

127

的

byte

）？我的理解有错吗？非常感谢！

Answer 1

您遇到了一系列非常奇怪的 Java 设计选择，这使得这段代码变得很糟糕。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inferior原语，

int

、

long

、

double

和

float

是superior基元。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。。鉴于

javac

不知道要生成什么，这实际上是不可能的。所以，相反：

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

实际上意味着：

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

因此，这是一个编译器错误 -

int + int

的结果是

int

，并且如果没有显式转换，则不允许尝试将

int

分配给

byte

。

您可以轻松查看任何java字节码列表。您会找到 FADD、DADD、IADD 和 LADD。但你找不到 BADD、CADD 或 SADD。

鲜为人知的 Java 方面 2：复合赋值运算符自动转换。

这个：

a += b;

实际上与

a = a + b;

根本不一样！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);

，其中

byte

是 a 的类型。见证人：

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

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。这会转换为

  double

  ，因为 java 只能在两个相同类型的事物之间进行数学计算。

• d

  是5.5，已经是双倍了，不错。

• DADD

  字节码被执行；结果是 10.5.
• 将其转换为

  int

  ，生成

  10

  ，并将其分配给

  x

  。

如果你想看到这个，请运行

javap

。

两者结合

因此，让我们分解您的代码：

byte b = (byte) -1;

这使得 int -1（32 个“1”位），然后将其转换为字节，导致

b

具有值

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。它的语法糖是：

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

要打破那个：

• (int) b

  结果为 32 个 1 位。

  b

  的字节数为 -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？

基本上不要使用

byte

。除非在以下情况下，否则不要使用劣质基元：

• 本质上，您在签名（即方法的返回类型或参数类型）中使用它们作为 API 文档。
• 你创建了一个数组。

  byte[]

  很有用，而且每个项目确实只占用 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

作为单个值（不是

byte[]

- 只是

byte

）在 64 位架构上，在任何方面都不会比 int

 甚至可能比 

long

 更高效。 Java 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），操作速度并不会更快（CPU 已经在 64 位块中工作）。