2.2.6 移位表达式

移位表达式的形式是

• 移位表达式 << 加性表达式
• 移位表达式 >> 加性表达式
• 加性表达式

其中，<< 表示左移，>> 表示右移。

移位表达式的计算

移位表达式计算的值是将 << 或 >> 左边的值按照右边的值进行移位操作的结果。例如：

42 << 2 // 值为 168

假设 int 是32位的，42 的二进制表示是 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1010，左移两位后的二进制表示是 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 1000 （用 0 补充移出来的位），转换为十进制就是 168。

当结果不超过范围时，读者可以简单地认为左移 N 位就是乘以 2^N。相对的，右移 N 位就是除以 2^N（向下取整）。

如果左移的结果超过范围，例如：

42 << 30

42的二进制表示是 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1010，左移30位后的二进制表示是 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 （超出范围的位会被舍弃），最后这个结果转换为十进制就是 -2147483648。

任何情况下，如果移位表达式的右操作数是负数，或者超过了左边值的位数，那么这个表达式的行为是未定义的。

类似于加性表达式，移位表达式会进行整数提升。例如：

true << 2 // 值为 4
'a' << 2 // 值为 388

对于 int 类型的负值，右移操作在左边补充的是 1，而不是 0。例如：

-42 >> 2 // 值为 -11

-42 的二进制表示是 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 0110，右移两位后的二进制表示是 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101，转换为十进制就是 -11。显然，即使是负数，右移操作也是向下取整的除以 2^N。需要注意，这里的除法是向下取整的，而非向零取整，即 -42 / (2 ^ 2) = -11 ... 3。于是，容易观察到，如果右移时，右操作数的值是左边的位数，正数会变成 0，而负数会变成 -1。

移位强迫症

设计移位是因为在计算机中，移位操作是非常高效的。在一些情况下，移位操作可以取代乘法和除法，从而提高程序的性能。

然而，了解到这一点的程序员也会强迫自己一定要写出移位操作，这样的做法是不好的。现代编译器能够将整数乘除2的幂次方的操作优化为移位操作，所以不需要强迫自己写出移位操作。

程序员应当选择适合当前开发情况的代码，在功能开发期使用高可读性容易重构的代码，在维护优化期使用性能更高的代码。当然，我们最希望的事情是这两个目标能够并行不悖。