Q&A
10111111は1つ左シフトすると
01111110で符号が保たれていません。
シフト演算子で
は、符号埋めをしてくれますが、
<<は符号を保とうとしません。
<<は符号を保つ演算にして、
<<<は符号を保たない演算子として、準備しなかった理由はなんでしょうか？
回答3件
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ベストアンサー
maisumakunさんの回答で解決したわけではなかったのでしょうか・・・
これはJavaに限った話ではなく、より一般的に「2の補数表現を採用している（＝つまり殆どの）プロセッサー」の機械語の命令セットの仕様でも同様だと思います。（むしろそこに仕様の本質があると思います）
シフトは「ビット列を負号無し整数値としてとらえた際に2のべき乗で乗算したり除算したりすることと同義」という特徴があります。「2の補数表現」の場合は上記を簡単に「負号あり整数」に拡張することができます。そのために算術右シフトがあるわけです。
さて
(A)符号を保存せずに左にnビットシフトする演算
(B)符号を保存して左シフトする演算
の意味的な違いはなんでしょうか？オーバーフローしないうちはどちらの演算でも結果は同じなので、オーバーフローした場合だけ考えてみます。
text
1(A) 2before: 0100000(2) 64(10) 3after: 1000000(2) -128(10) 4==>左に0を補うと... 5==> 0|1000000(2) 128(10) 6 7(B) 8before: 0100000(2) 64(10) 9after: 0000000(2) 0(10) 10==>MSBを1に変えて左に0を補うと... 11==> 0|1000000(2) 128(10)
オーバーフローした場合、
(A)MSBの左に追加のbitを補うと「正しい値」が再現できます。
(B)MSBを反転した上でMSBの左に追加のbitを補うと「正しい値」が再現できます。
プロセッサーの内部演算が(B)となっている場合、この演算を用いて多倍長演算などの論理を組もうとすると「オーバーフローの際に正しいビットパターンを再現するためにMSBを反転する」という余分な操作が必要になります。それをやるくらいなら最初から論理シフトして
「MSBの左側に追加のビット（元の符号と同じ値のビット）を拡張するだけで演算結果をより大きなビット数での正しい値へ拡張する」
とした方が合理的です。逆に右シフト（除算）の場合は論理シフトしかないと2のべき乗で除算する際に「右シフトしてからMSBを元の符号の値に合わせる」という余分な操作をしなければなりません。それゆえ「元の符号の値を保存する」算術右シフトと論理右シフトをそれぞれ別の機能として用意する意味がでてきます。
さらに言えばこれはシフト演算に限らず加算や減算でも同様の考え方で設計されています。
text
1 0111111(2) 127(10) 2+ 0000001(2) 1(10) 3--------------------- 4 1000000(2) -128(10) 50|1000000(2) 128(10)
上は8bit整数で127に1を加えたら-128になっちゃうという例ですが、オーバーフローした場合、さきほどと同様にMSBの左に追加のbitを補いさえすれば10000000というビットパターンは-128ではなく128と解釈できるビットパターンになるため、「正しい演算結果を構成する一部のビット」としてそのまま使えるわけです。
結論：
右シフトでは符号ビットを保存する演算があると嬉しいので論理・算術シフトの機能がそれぞれ存在する。
左シフトする際に符号ビットが保存されてもうれしい点がないので論理シフトのみしか必要ない。
投稿2018/03/03 10:38
総合スコア18404
0
<<は符号を保とうとしません。
別に回答しましたが、単に左シフトするだけでも、（オーバーフローして入れられない状態にならない限り）符号は保たれます。
11111111 charの-1 （2つ左シフト） 11111100 charの-4
投稿2018/03/03 10:27
総合スコア146581
それはオーバーフローしている（元の型に算術シフト後の値が入らない）状態です。
オーバーフローしても、もとの型に算術シフト後の値は入る認識です。
もちろん、符号は流れてしまいますが・・・
例えば、intは32ビットで、2147483647 * 4の結果は符号が代わり、
-4と表示されます。
符号ビットが溢れ、算術シフト後の値は入る認識です。
そこで、なぜ、
Javaの<<は、符号を流してしまうのでしょうか？
つまり、<<を符号を保つようにして、別に、
<<<で符号を流すような演算子は準備しなかったのでしょうか？
もし（そのような演算がどれだけ必要なのか知りませんが）符号だけ保ちたいなら、もとが正なら& 0x7fffffff、負なら| 0x80000000のようにマスクすればそれで片付きます。
対して、算術右シフトはかんたんに再現できません。
長らく、付き合って頂きありがとうございます。
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Javaを作る人が、不要だ、と判断したのでしょう
投稿2018/03/03 10:18
総合スコア88163
なぜ、不要だと判断したのでしょうか？
さあ、なんの関係もない私には知る由もありません
そうですか（笑）
では、下らない回答はよしましょう。
そうですね。くだらない質問はなしにしませんか？
まことに申し訳ございませんでした。
はい。これに懲りてこんな質問はやめてきましょうね。
誠に、申し訳ございませんでした。
あなたの文章を見るのが辛いので、いじめるのはやめてください。
はい。あなたの文章を見るのは不快なので、すみやかに退出をお願いします
まことに、申し訳ございませんでした。
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退会済みユーザー
2018/03/03 11:01