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C语言篇,操作符之 移位运算符(>>、<<)详解
2022-08-10 23:22:00 【山里有神明】
目录
位移运算符
1、移位运算符简介
在C语言中,移位运算符有双目移位运算符:<<(左移)和>>(右移)。
左移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移动,移出位被丢弃,右边移出的空位一律补0。
右移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移动,移出位被丢弃,左边移出的空位一律补0,或者补符号位,这由不同的机器而定。在使用补码作为机器数的机器中,正数的符号位为 0 ,负数的符号位为 1 。
听不懂是吧,接下来且听我详解。
2、先要了解一点
首先,要了解原码、反码、补码(简单说一下)
整数在内存中存储的形式是补码的二进制。
整数的二进制表示:有3种(原码、反码、补码)
原码:直接根据数值写出的二进制序列就是原码(32位)
反码:原码的符号位不变,其他位按位取反就是反码
补码:反码加1,就是补码
对于正整数的原码、反码、补码都相同;负数是存放在二进制的补码中,负整数的原码、反码、补码都不相同。
例如:1(正整数的原码、反码、补码都相同)
原码:0000000 00000000 00000000 00000001
反码:0000000 00000000 00000000 00000001
补码:0000000 00000000 00000000 00000001
最高位为0 ,也是符号位
例如:-1(负整数的原码、反码、补码都相同)
原码:10000000 00000000 00000000 00000001
反码:11111111 11111111 11111111 11111110(按位取反,符号位不变)
补码:11111111 11111111 11111111 11111111(反码加1)
最高位为1,也是符号位
3、 << 左移运算符
先上代码(只演示负整数的,看完正整数的也会了,正整数的比较简单)
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = -5;
int b = a << 1;
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}
结果是 -10
这是为什么呢,原因如下:
规则:左移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移动,移出位被丢弃,右边移出的空位一律补0。
简单说就是:左边丢弃,右边补0
先写出 -5 的补码
原码:10000000 00000000 00000000 00000101 (最高位为1)
反码:11111111 11111111 11111111 11111010 (按位取反,符号位不变)
补码:11111111 11111111 11111111 11111011 (反码加1)
补码向左移动一位,左边去掉,右边补0,如图:
此时得到的是补码,还要反推原码才能打印
补码:11111111 11111111 11111111 11110110
反码:11111111 11111111 11111111 11110101(补码 -1 得到反码)
原码:10000000 00000000 00000000 00001010(按位取反得到原码)
此时得到的原码就可以打印了,结果是 -10
注:此时的 a 没有改变,依旧是 -5
4、>>右移运算符
先上代码(只演示负整数的,看完正整数的也会了,正整数的比较简单)
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = -5;
int b = a >> 1;
printf("%d\n", a);
printf("%d\n", b);
return 0;
}
结果是:-3
这是为什么,原因如下:
右移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移动,移出位被丢弃,左边移出的空位一律补0,或者补符号位,这由不同的机器而定。在使用补码作为机器数的机器中,正数的符号位为 0 ,负数的符号位为 1 。
简单说就是:(分为 2 种)
1. 逻辑右移
左边用0填充,右边丢弃。
2. 算术右移
左边用原该值的符号位填充,右边丢弃。到底是逻辑右移还是算术右移取决于编译器
我当前使用的编译器,它采用的是算术右移
先写出 -5 的补码
原码:10000000 00000000 00000000 00000101 (最高位为1)
反码:11111111 11111111 11111111 11111010 (按位取反,符号位不变)
补码:11111111 11111111 11111111 11111011 (反码加1)
补码向右移动一位,右边丢弃,左边补符号位,如图:
此时得到的是补码,还要反推原码才能打印
补码:11111111 11111111 11111111 11111101
反码:11111111 11111111 11111111 11111100(补码 -1 得到反码)
原码:10000000 00000000 00000000 00000011(按位取反得到原码)
此时得到的原码就可以打印了,结果是 -3
注:此时的 a 没有改变,依旧是 -5
5、警告
警告:
对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。
例如:
int a = 5;
int b = a >> -1 //error
注:移位操作符的操作数只能是整数。
6、最后
文章结束,希望对你有帮助!
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