C语言深度剖析深入理解C语言中的移位操作符(代码+图解)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了C语言深度剖析深入理解C语言中的移位操作符(代码+图解)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

移位操作符

分为:

左移操作符:<<

右移操作符:>>

其实讲移位操作符之前,先来了解一下计算机中的原码、反码和补码

原码 反码 补码

一个数在计算机内部如果是有符号数,则其最高位作为符号位;

如果符号位为0,表示该数为正数;如果符号位为1,表示该数为负数。(0正1负)

如何求原码、反码和补码呢?

原码:最高位作为符号位,其余各位为数值为(0正1负)

反码:正数的反码和原码相同,负数的反码是在原码的基础上:符号位不变,其余各位按位取反

补码:正数的补码与原码相同,负数的补码是在反码的基础上加1

以下求原反补的过程:

例:求+25-25的原码、反码和补码

①不考虑正负,将25转换成二进制 

	    25D=11001B 

②     +25             -25 

原: 00011001		10011001 

反: 00011001		11100110 

补: 00011001		11100111

再来看一个

例:求+30-30的原码、反码和补码

①不考虑正负,将30转换成二进制

		30D=11110B	 

②	   +30			  -30 

原: 00011110		10011110 

反: 00011110		11100001 

补: 00011110		11100010

计算机中使用的是补码,什么是补码,怎么去理解补码?

补码可以理解成一个循环;

这里不过多阐述了,如果还有不懂的可以去百度一下!

左移操作符

移位规则:左边抛弃、右边补0

正数左移

代码示例:

int main()
{
	int a = 5;
	int b = a << 2;
	printf("%d\\n", b);

	return 0;
}

运行结果:

那么这个结果是怎么来的呢?

1、首先把十进制的5转换成二进制

十进制:5

二进制:00000101

写出原码反码补码:

​ 原码:00000101

​ 反码:00000101

​ 补码:00000101

所以5的补码为:00000101

2、再把补码向左移动2位

为什么向左移动2位?

因为代码是a<<2

然后:

于是我们就得到了一个新的补码:00010100

3、转换

再把新的补码转换为十进制的数

也就是把00010100转换成十进制,得到了20

明白了吗?

负数左移

代码示例:

int main()
{
	int a = -5;
	int b = a << 2;
	printf("%d\\n", b);

	return 0;
}

运行结果:

那么这个-20是怎么得来的呢?

1、首先把十进制的-5转换成二进制

但是我们得先求出5的原码

十进制:5

二进制:0000101

所以:-5的原码、反码、补码为:

原码:10000101

反码:11111010

补码:11111011

所以-5的补码为:11111011

2、再把补码向左移动2位

然后:

最后:

于是我们就得到了一个新的补码:11101100

3、回推

这里就不能直接把11101100转换成二进制了,因为这是-5

所以我们得由:补码 ---> 反码 ---> 原码,这样逆序的过程,推算出原码

所以我们得到了新的原码:10010111

4、转换

10010100换算成十进制就是:20

但是因为符号位为:10正1负

所以结果为:-20

这就是左移操作符,懂了吗?

右移操作符

首先右移操作符分为两种:

  • 算术右移
  • 逻辑右移

移位规则:

  • 算术右移:左边用原该值的符号位填充,右边丢弃
  • 逻辑右移:左边用0填充,右边丢弃

那么到底是用算术右移还是逻辑右移呢?

主要是取决于编译器的!

我们常见的编译器都是算术右移

算术右移

这里还是拿数字5来举例

正数算术右移

代码示例:

int main()
{
	int a = 5;
	int b = a >> 1;

	printf("%d\\n", b);

	return 0;
}

运行结果:

1、移动

上面我们已经求出了5的补码:00000101

看代码给的是向右移动一位

然后:

所以得到新的补码:00000010

2、转换

因为是正数,所以我们直接把00000010转换成十进制:2

负数算术右移

代码示例:

int main()
{
	int a = -5;
	int b = a >> 1;

	printf("%d\\n", b);

	return 0;
}

运行结果:

1、移动

上面我们已经求出了-5的补码:11111011

看代码给的是向右移动一位

然后:

所以得到新的补码:11111101

2、回推

我们得以:补码 ---> 反码 ---> 原码,这样逆序的过程,推算出原码

所以我们得到了新的原码:10000011

3、转换

10000011换算成十进制就是:3

但是因为符号位为:10正1负

所以结果为:-3

这就是算术右移的方法,学废了吗?

逻辑右移

逻辑右移的方法和左移操作符有点类似

就是:右边丢弃,左边空的补0

这里就不演示啦!

以上是关于C语言深度剖析深入理解C语言中的移位操作符(代码+图解)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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