为什么逻辑左移与算术左移的运算效果完全相同？

核心原因非常简单：算术移位的设计目的是匹配有符号整数乘/除2的整数幂的数学运算规则，而非无差别保留符号位。

• 先理解算术右移的设计逻辑
  有符号数除以2的整数幂时，数值的符号必然和原数一致，所以算术右移会在高位补符号位：比如4位有符号数1100（十进制-4）算术右移1位得到1110（十进制-2），完全符合-4 / 2 = -2的运算结果。如果改用逻辑右移高位补0，得到的0110（十进制6）就完全不符合数学预期。
• 再看算术左移为什么不需要保留符号位
  有符号数乘以2的整数幂时，符号本身就不是固定不变的：如果运算结果超出当前位宽的有符号数表示范围，就会发生溢出，符号自然会改变。如果强行给左移设计「固定保留最高符号位」的规则，反而会违背乘2的运算逻辑：
  举个4位有符号数的例子：1100（十进制-4）乘2应该得到-8，如果固定保留最高位的1，左移后得到1100（还是-4），完全不符合运算结果。而直接按逻辑左移的规则「所有位左移1位，低位补0、高位丢弃」，得到的1000刚好是4位有符号数的-8，完全符合预期。
  哪怕是正数场景：0011（十进制3）左移1位得到0110（十进制6），也刚好符合3*2=6的结果。
• 关于Java运算符设计的说明
  Java里只有<<一个左移运算符，没有类似右移那样的<<<，就是因为逻辑左移的规则同时适配有符号数乘2、无符号数乘2的运算需求，不需要做区分。而右移场景下有符号和无符号的运算逻辑差异很大，所以才需要单独设计>>（算术右移）和>>>（逻辑右移）两个运算符。

补充说明：如果左移后发生溢出，不管是有符号还是无符号场景结果都会不符合预期，这是整数位宽限制导致的溢出问题，和移位规则本身无关。

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