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【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)

时间:2022-03-23 06:27:43

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【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)

文章目录

移位操作符原码 反码 补码左移操作符正数左移负数左移右移操作符算术右移正数算术右移负数算术右移逻辑右移

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: 0001100110011001 反: 0001100111100110 补: 0001100111100111

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: 0001111010011110 反: 0001111011100001 补: 0001111011100010

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!

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