如何左移整数的位

Posted 2021-04-03

我需要在Ruby中按n左移整数的32位。我正在尝试规范的实现：

class Integer
    def rotl32 n
        return (self << n) | (self >> (32 - n))
    end
end

使用大量数字出问题了：结果溢出32位。我猜是因为Ruby中Integer的理论上无限制的大小而发生的。

如何做到不溢出？

答案

Ruby将自动切换到不同的内部表示形式以容纳更大的数字，因此您需要使用掩码将其设置为上限：

class Integer
  def rotl32(n)
    mask = (1 << (32 - n)) - 1

    ((self & mask) << n) | (self >> (32 - n))
  end
end

mask指示哪些位应左移，其余位在移位前有效地修剪掉。

Ruby很乐意做一些非常可笑的事情，例如1 << (1 << 16)，它产生的数字为19,729位数字。这也是一个整数。

请注意，如果您需要这种方法来提高性能，您希望使用查找表而不是每次都进行计算，尽管像往常一样，我还是以基准测试为基准，以确保该方法更快。