Java 中，`1 ＜＜ 1`

在 Java 中，1 << 1 是 按位左移运算 ，核心作用是将数字 1 的二进制位向左移动 1 位，本质是对数字进行 乘以 2 的 1 次方 运算（左移 n 位等价于乘以 2ⁿ，前提是不溢出）。下面从「运算规则、二进制过程、实际效果、注意事项」四个维度详细拆解：

一、先明确：按位左移（`<<`）的基本规则

按位左移运算符 << 的语法是 a << n，表示：

将整数 a 转换成 二进制补码形式（Java 中所有整数都是补码存储，正数补码=原码，负数补码需计算）；
把二进制位整体 向左移动 n 位；
左边移出的高位直接丢弃；
右边空出的低位 补 0；
结果仍为整数（int 或 long 等，取决于操作数类型）。

二、`1 << 1` 的分步计算过程

步骤 1：确定 `1` 的二进制形式

Java 中默认整数是 int 类型（32 位），1 是正数，其 32 位二进制原码（=补码）为：

复制代码

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

（为了直观，用空格分隔每 4 位，实际存储时无空格）

步骤 2：执行左移 1 位

将所有二进制位向左移动 1 位：

左边最高位的 0 被移出（丢弃，无影响）；
右边空出的 1 位补 0。

移动后的 32 位二进制为：

复制代码

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

步骤 3：转换回十进制

二进制 0000...0010 对应的十进制是 2，因此 1 << 1 = 2。

三、拓展：左移的核心规律（不止 `1 << 1`）

左移 n 位的本质是 乘以 2ⁿ（仅对正数或无符号数成立，且不溢出时），比如：

1 << 0：左移 0 位，结果还是 1（1 × 2⁰ = 1）；
1 << 2：左移 2 位，二进制 0000...0100，结果 4（1 × 2² = 4）；
1 << 3：左移 3 位，二进制 0000...1000，结果 8（1 × 2³ = 8）；
2 << 1：左移 1 位，二进制 0000...0010 → 0000...0100，结果 4（2 × 2¹ = 4）。

这个规律让左移成为 高效的"乘以 2 的幂"运算------CPU 执行按位运算比乘法运算快得多，因此底层代码（如集合扩容、位掩码）中常用左移替代乘法。

四、关键注意事项

1. 左移位数的"取模规则"

Java 中，若左移位数 n 超过操作数的位数（如 int 32 位、long 64 位），会自动对 n 取模（避免无效移动）：

对 int 类型：n = n % 32（例：1 << 33 等价于 1 << 1，结果还是 2）；
对 long 类型：n = n % 64（例：1L << 65 等价于 1L << 1，结果 2L）。

2. 溢出问题（左移的"陷阱"）

左移时若高位移出的是 1（正数左移过多、或负数左移），会导致 数值溢出，结果可能变成负数（因为 int/long 的最高位是符号位：0=正数，1=负数）。

示例：1 << 31（int 类型）

1 的 32 位二进制左移 31 位后：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000；
最高位是 1（符号位），对应的十进制是 -2147483648（int 类型的最小值），而非 2³¹（2³¹ 已超出 int 范围）。

3. 负数的左移

负数的左移同样遵循"左移补 0"规则（补码形式操作），结果仍是负数（符号位始终为 1），且等价于"乘以 2ⁿ"（不溢出时）：

例：-2 << 1（-2 的补码是 1111...1110）；
左移 1 位后补码：1111...1100，对应的十进制是 -4（-2 × 2¹ = -4）。

五、实际应用场景

1 << n 最常用的场景是 创建位掩码（通过单个bit的置1表示特定状态），例如：

java 复制代码

// 用 1<<0 表示状态A（第0位为1）
final int FLAG_A = 1 << 0; // 二进制 0001 → 十进制 1
// 用 1<<1 表示状态B（第1位为1）
final int FLAG_B = 1 << 1; // 二进制 0010 → 十进制 2
// 用 1<<2 表示状态C（第2位为1）
final int FLAG_C = 1 << 2; // 二进制 0100 → 十进制 4

// 组合状态（按位或 |）：同时开启A和B
int status = FLAG_A | FLAG_B; // 二进制 0011 → 十进制 3
// 判断是否包含状态B（按位与 &）
boolean hasB = (status & FLAG_B) != 0; // true

总结

1 << 1 的本质是 将 1 的二进制左移 1 位补 0 ，结果为 2，等价于 1 × 2¹。理解它的核心是掌握"按位左移的补 0 规则"和"左移与 2ⁿ 乘法的关联"，同时注意溢出和位数取模的细节。在实际开发中，左移常用来优化乘法运算或实现位掩码逻辑。