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  • 逻辑位移和算术位移

    千次阅读 2018-04-09 10:15:43
    在C语言标准中,两种位移分别为算术位移和逻辑位移...算术位移:在位移运算符之前的数是有符号数,编译产生的汇编指令是算术位移。左移:两种位移都在右边补0。右移:逻辑位移在左边补0,算术位移在左边补符号位。...

    C语言标准中,有两种位移分别为算术位移和逻辑位移。

    逻辑位移:在位移运算符(>><<)之前的数是无符号数,编译产生的汇编指令是逻辑位移。

    算术位移:在位移运算符之前的数是有符号数,编译产生的汇编指令是算术位移。

    左移:两种位移都在右边补0

    右移:逻辑位移在左边补0,算术位移在左边补符号位。

    逻辑位移和算术位移


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  • 有符号整数算术移位时,按照补码的移位规则来进行移位。 有符号整数的二进制表示中,最高位为符号位(正整数的符号位为0,负整数的符号位为1),这也是有符号整数名称的由来。 有符号正数移位规则: 1.原码,无论...

    算法运行时,输入的整数默认情况下被计算机系统表示为有符号整数。有符号整数算术移位时,按照补码的移位规则来进行移位。当有符号整数进行位运算“左移(<<)”时,规则是“符号位不变,移出位丢弃,空出位补0”。当有符号整数进行位运算“右移(>>)”时,规则是“符号位不变,移出位丢弃,空出位补符号位”。
    有符号整数的二进制表示中,最高位为符号位(正整数的符号位为0,负整数的符号位为1),这也是有符号整数名称的由来。

    有符号正数移位规则
    1.原码,无论左移还是右移,符号位不变,移出位丢弃,空出位补0
    2.反码,无论左移还是右移,符号位不变,移出位丢弃,空出位补0
    3.补码,无论左移还是右移,符号位不变,移出位丢弃,空出位补0

    有符号负数移位规则
    1.原码,无论左移还是右移,符号位不变,移出位丢弃,空出位补0
    2.反码,无论左移还是右移,符号位不变,移出位丢弃,空出位补1
    3.补码,左移时,符号位不变,移出位丢弃,空出位补0;右移时,符号位不变,移出位丢弃,空出位补1



    左移的特殊情况:
    左移里一个比较特殊的情况是当左移的位数超过该数值类型的最大位数时,编译器会用左移的位数去模类型的最大位数,然后按余数进行移位。如:
    int i=1; //设int为32位
    i=i<<33; // 33%32=1,左移1位,i变成2

    原码、反码、补码:
    正数的反码等于其原码
    正数的补码等于其原码
    负数的反码等于对负数原码符号位以外的各位取反(0变1,1变0)
    负数的补码等于负数反码加1。

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  • #include <vector> #include <iostream> #include <unordered_map> using namespace std; int main() { // 左移 unsigned int un_stringify = 0xa... "无符号左移:" << endl; // 10
    #include <vector>
    #include <iostream>
    #include <unordered_map>
    
    using namespace std;
    
    
    int main() {
        // 左移
        unsigned int un_stringify = 0xa0000000;
        int stringify = 0xa0000000;
    
        cout << "无符号左移:" << endl;
        // 1010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 2^31 + 2^29 = 2684354560
        cout << un_stringify << endl;
        // 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 2^30 = 1073741824
        cout << (un_stringify << 1) << endl;
        // 等价于左移1位
        cout << (un_stringify << 33) << endl;
        //1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 2^31 = 2147483648
        cout << (un_stringify << 2) << endl;
        // 等价于左移2位
        cout << (un_stringify << 34) << endl;
    
        cout << "有符号左移:" << endl;
        // 1010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 这是原码 转换成补码是:1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000=-(2^30+2^29)=1610612736
        cout << (stringify) << endl;
        // 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 2^30 = 1073741824
        cout << (stringify << 1) << endl;
        // 等价于左移1位
        cout << (stringify << 33) << endl;
        // 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = -2147483648,最小的负数
        cout << (stringify << 2) << endl;
        // 等价于左移2位
        cout << (stringify << 34) << endl;
    
        cout << "无符号右移:" << endl;
        // 1010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 2^31 + 2^29 = 2684354560
        cout << un_stringify << endl;
        // 0101 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 2^30 + 2^28 = 1342177280
        cout << (un_stringify >> 1) << endl;
        // 等价于右移1位
        cout << (un_stringify >> 33) << endl;
        // 0010 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = 2^29 + 2^27 = 671088640
        cout << (un_stringify >> 2) << endl;
        // 等价于右移2位
        cout << (un_stringify >> 34) << endl;
    
        cout << "有符号右移:" << endl;
        // 1010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
        cout << stringify << endl;
        // 1101 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ,这是原码,转换成补码是-(2^29+2^28) = -805306368
        cout << (stringify >> 1) << endl;
        cout << (stringify >> 33) << endl;
        // 1110 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = ,这是原码,转换成补码是-(2^28+2^27) = -402653184
        cout << (stringify >> 2) << endl;
        cout << (stringify >> 34) << endl;
    
    
        return 0;
    }
    

    输出结果如下:

    无符号左移:
    2684354560
    1073741824
    1073741824
    2147483648
    2147483648
    有符号左移:
    -1610612736
    1073741824
    1073741824
    -2147483648
    -2147483648
    无符号右移:
    2684354560
    1342177280
    1342177280
    671088640
    671088640
    有符号右移:
    -1610612736
    -805306368
    -805306368
    -402653184
    -402653184
    

    总结:左移,不管对于有符号数还是无符号数,都是最低位补0,右移时,对于无符号,高位补0,对于有符号,高位都补符号位,并且,当数是负数时,对于有符号数,要转换成补码的形式

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  • 对于一个位模式表示为[]的操作x,C表达式x<<k会生成一个值,其位表示为[],也就是说,x向左移动k位,丢弃最高的k位,并在右段补k个0. 右移 右移分为逻辑右移和算术右移。 逻辑右移 逻辑右移与逻辑左移...

    C语言提供了一组移位运算,向左或者向右移动位模式。

    左移

    对于一个位模式表示为[x_{w--1},x_{w-2},...,x_{1},x_{0}]的操作数x,C表达式x<<k会生成一个值,其位表示为[x_{w-k-1},x_{w-k-2},...,x_{0},0,...,0],也就是说,x向左移动k位,丢弃最高的k位,并在右段补k个0.

    右移

    右移分为逻辑右移和算术右移。

    逻辑右移

    逻辑右移与逻辑左移类似,对于一个位模式表示为[x_{w--1},x_{w-2},...,x_{1},x_{0}]的操作数x,C表达式x>>k会生成一个值[0,...,0,x_{w-1},...,x_{k+1},x_{k}],也就是说,x向右移动k位,丢弃最低的k位,并在左段补k个0.

     算术右移

    逻辑右移与逻辑左移类似,对于一个位模式表示为[x_{w--1},x_{w-2},...,x_{1},x_{0}]的操作数x,C表达式x>>k会生成一个值[x_{w-1},...,x_{w-1},x_{w-1},...,x_{k+1},x_{k}],,也就是说,x向右移动k位,丢弃最低的k位,并在左段补k个最高有效位的值x_{w-1}. 它主要用于有符号运算的除法。

     

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空空如也

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有符号数的算术位移