位運算之左移右移運算之詳解

2021-06-09 22:31:06 字數 3386 閱讀 5165

**:

**

#include "stdio.h"

char leftshift(char i, int n)

int main()

結果

<<1 = -2;

<<2 = -4;

<<3 = -8;

<<4 = -16;

<<5 = -32;

<<6 = -64;

<<7 = -128;

<<8 = 0;

-1<<1 = -2;

-1<<2 = -4;

-1<<3 = -8;

-1<<4 = -16;

-1<<5 = -32;

-1<<6 = -64;

-1<<7 = -128;

-1<<8 = 0;

>>1 = 63;

>>2 = 31;

>>3 = 15;

>>4 = 7;

>>5 = 3;

>>6 = 1;

>>7 = 0;

>>8 = 0;

-128>>1 = -64;

-128>>2 = -32;

-128>>3 = -16;

-128>>4 = -8;

-128>>5 = -4;

-128>>6 = -2;

-128>>7 = -1;

-128>>8 = -1;

左移操作(<<)

規則:右邊空出的位用0填補

高位左移溢位則捨棄該高位。

計算機中常用補碼表示資料:

資料 127,補碼和原碼一樣:0111 1111。

左移一位: 1111 1110   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0010  對應十進位制:-2

左移二位: 1111 1100   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0100  對應十進位制:-4

左移三位: 1111 1000   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 1000  對應十進位制:-8

左移四位: 1111 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1001 0000  對應十進位制:-16

左移五位: 1110 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1010 0000  對應十進位制:-32

左移六位: 1100 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1100 0000  對應十進位制:-64

左移七位: 1000 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0000  對應十進位制:-128

左移八位: 0000 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:0000 0000  對應十進位制:0

注:原碼到補碼的計算方式:取反+1,

補碼到原碼的計算方式:-1再取反。

資料-1,它的原碼為1000 0001,補碼為1111 1111

左移一位: 1111 1110   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0010  對應十進位制:-2

左移二位: 1111 1100   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0100  對應十進位制:-4

左移三位: 1111 1000   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 1000  對應十進位制:-8

左移四位: 1111 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1001 0000  對應十進位制:-16

左移五位: 1110 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1010 0000  對應十進位制:-32

左移六位: 1100 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1100 0000  對應十進位制:-64

左移七位: 1000 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0000  對應十進位制:-128

左移八位: 0000 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:0000 0000  對應十進位制:0

可以看出127和-1的結果完全一樣。移位操作與正負數無關,它只是忠實的將所有位進行移動,補0,捨棄操作。

右移操作(>>)

規則:左邊空出的位用0或者1填補。正數用0填補,負數用1填補。注:不同的環境填補方式可能不同;

低位右移溢位則捨棄該位。

1、127的補碼:0111 1111

右移一位: 0011 1111   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:63

右移二位: 0001 1111   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:31

右移三位: 0000 1111   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:15

右移四位: 0000 0111   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:7

右移五位: 0000 0011   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:3

右移六位: 0000 0001   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:1

右移七位: 0000 0000   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:0

右移八位: 0000 0000   -> 原碼同補碼一樣  對應十進位制:0

2、-128的補碼:1000 0000

右移一位: 1100 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1100 0000  對應十進位制:-64

右移二位: 1110 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1010 0000  對應十進位制:-32

右移三位: 1111 0000   -> 這個補碼對應的原碼為:1001 0000  對應十進位制:-16

右移四位: 1111 1000   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 1000  對應十進位制:-8

右移五位: 1111 1100   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0100  對應十進位制:-4

右移六位: 1111 1110   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0010  對應十進位制:-2

右移七位: 1111 1111   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0001  對應十進位制:-1

右移八位: 1111 1111   -> 這個補碼對應的原碼為:1000 0001  對應十進位制:-1

常見應用

左移相當於*2,只是要注意邊界問題。如char a = 65; a<<1 按照*2來算為130;但有符號char的取值範圍-128~127,已經越界,多超出了3個數值,所以從-128算起的第三個數值-126才是a<<1的正確結果。

而右移相當於除以2,只是要注意移位比較多的時候結果會趨近去乙個非常小的數,如上面結果中的-1,0。

其它的四種位運算:

與運算(&)

1、與0相與可清零

2、與1相與可保留原值

或運算(|)

1、與0相或可保留原值

2、與1相與可齊設1

異或運算(^)

1、與0異或保留原值

2、與1異或位元值反轉

3、可通過某種演算法,使用異或實現交換兩個值

異或運算是有結合律的

取反(~)

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