如何在Java 1.8中实现与C#结果一致的无符号整数左移位操作

问题根因 #

• C# 中 uint 为32位无符号整数，左移操作产生的溢出高位会被直接舍弃，最终结果仅保留低32位的无符号数值。
• 直接使用Java 64位long类型执行左移时，32位以上的高位不会被自动截断，所以会得到完整的64位运算结果，和C#的32位截断结果不一致。

正确实现代码 #

只需要在移位运算后增加32位截断操作即可，代码如下：

int shiftAmount = 2;
long[] tbl = { 1023326899L, 1265601397L, 3234840308L, 1673932182L };
long[] tblShift = new long[4];
for (int x = 0; x < tbl.length; ++x) {
    // 左移后和0xFFFFFFFFL按位与，截断保留低32位，完全模拟C# uint溢出截断逻辑
    tblShift[x] = (tbl[x] << shiftAmount) & 0xFFFFFFFFL;
}

运行上述代码得到的结果和C#的预期输出完全一致：

0 = 4093307596
1 = 767438292
2 = 54459344
3 = 2400761432

无符号整数转译通用规则 #

• 所有32位无符号整数运算，都可以用Java long类型存储中间值，每次运算完成后执行& 0xFFFFFFFFL截断到低32位，即可模拟C# uint的运算效果。
• 如果涉及右移操作时，需要使用Java无符号右移运算符>>>代替算术右移运算符>>，避免符号位扩展影响结果。
  无符号位运算逻辑简单，无需依赖第三方库即可自行封装实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nicholas DiPiazza