Java 混淆了位移位（按字节计算位）

我试图计算一个字节中的设置位数，但我似乎遇到了一些找不到答案的问题

我的代码目前看起来像

   public static int numBits(byte input){
       int count = 0;
       while (input != 0){
           if ((input & 1)==1){
               count++;
           }
           input >>= 1;
       }
       return count;
   }

在我尝试x=-1之前，它似乎工作得很好

当值1位被插入时，这最终创建了一个无限循环。所以我偶然发现

根据我的解释，这意味着我应该使用输入>>=1；但这仍然导致了一个无限循环

所以我试着去弄清楚到底发生了什么

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

导致

2147483647
-1

让我更加困惑。2147483647是从哪里来的？我可能在哪里犯了一个逻辑错误？

>>>运算符表示向右移位，但不表示扩展

您的试用非常接近，但实际上您并没有修改x，因此您可以：

int x = -1;
x = x >>> 1;
System.out.println(x);
x = x >> 1; // highest bit = 0 now
System.out.println(x);

这将产生

2147483647
1073741823

请注意，我在这里使用int而不是byte，因为位移位的结果强制输入至少为整数大小

有趣的是，当你跑步时：

byte input = -1;
input = (byte) (input >>> 1);

结果仍然是-1。这是因为上面提到的这个操作符发生了类型强制。为了避免影响您，您可以屏蔽输入位，以确保只接受前8位：

byte input = -1;
input = (byte) ((input & 0xFF) >>> 1);

如果您要运行，请将这些放在一起：

byte input = -1;
input = (byte) ((input & 0xFF) >>> 1);
System.out.println(input);
input = (byte) ((input & 0xFF) >> 1);
System.out.println(input);

您将获得预期的结果：

127
63

---

这一切都是由有符号整数存储为二进制值的方式造成的。数字的最高位决定零的符号排序的方式使事情变得奇怪，并且符号被保留在算术移位中。您的print语句给出了奇怪的结果，因为结果被提升为int值而不是字节

如果您想要一个非常简单的解决方案，您可以使用int来存储您的值，但请确保屏蔽除最低顺序字节以外的所有内容：

public static int numBits(byte inByte){
   int count = 0;
   int input = inByte & 0xFF;
   while (input != 0){
       if ((input & 1)==1){
           count++;
       }
       input >>= 1;
   }
   return count;
}

---

正如我在上面的评论中所说，您应该真正了解有符号数字在二进制中的表示。如果您了解负数是如何表示的，以及算术/逻辑移位之间的差异，那么所有这些都将非常有意义。

您可能会发现JVM实际上是如何做的，这很有趣。注意：只有8位，所以不需要循环

public static int bitCount(int i) {
    // HD, Figure 5-2
    i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555);
    i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
    i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;
    i = i + (i >>> 8);
    i = i + (i >>> 16);
    return i & 0x3f;
}

注意：在x86/x64上，JVM将其替换为一个内在的。i、 它使用单一的机器代码指令。如果复制此方法并将其与原始方法进行比较，则速度会慢3倍，因为JVM只替换硬编码的方法列表，因此它将替换Integer.bitCOunt，而不是副本

简而言之，使用内置方法，而不是重新发明它。

您应该阅读有关二进制符号数字表示的内容。如果您了解负数是如何表示的，以及算术/逻辑移位之间的差异，那么所有这些都将非常有意义。下面是您的操作方法：