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C 语言中负数移位运算讲解

C 语言中负数移位运算讲解 “<<”、“>>”为移位运算符。 “<<”为左移位运算符,即数据字节中的每个二进制位同时 向左移位。如“x<<n”表示 x 中的每个二进制位同时向左移动 n 位。 “>>”为右移位运算 符,即数据字节中的每个二进制位同时向右移位。如“x>>n”表示 x 中的每个二进制位同时 向右移动 n 位。 下图演示了一个 2 字节变量左移 3 位的过程: 十进制数-555 的二进制表: 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 先转换成二进制补码表: 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 最左端位保持不变 补码加“1”后状态 再将补码加“1”: 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 下一步向左移 3 位: 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 左端“离开”3 位丢弃 右端“移入”3 位用“0”补齐 最左端一位保持不变 再转换成二进制补码表: 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 补码再加“1”: 到此步结束。 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 补码加“1”后状态 结果转换成十进制数为“- 4440”。 总结:负数左移时,任何情况下“移入”位将用“0”补齐。 “>>”右移位运算可分为两种情况:一种是移入“0”的叫逻辑右移;一种是移入“1”的叫 算术右移。 负数右移用到的是算术右移。 下图演示了一个 2 字节变量右移 3 位的过程: 十进制数-555 的二进制表: 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 先转换成二进制补码表: 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 最左端位保持不变 补码加“1”后状态 再将补码加“1”: 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 下一步向右移 3 位: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 左端“移入”3 位用“1”补齐 右端“离开”3 位丢弃 最左端一位保持不变 再转换成二进制补码表: 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 补码再加“1”: 到此步结束。 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 补码加“1”后状态 结果转换成十进制数为“- 70”。 总结:负数右移时,任何情况下“移入”位将用“1”补齐。 注:二进制表最左端的二进制位表示符号位,“+”用“0”表示,“-”用“1”表示。

03

JAVA 位操作

【引自黑马王子的博客】Java中的位操作指定包括:
~ 按位非(NOT)
& 按位与(AND)
| 按位或(OR)
^ 按位异或(XOR)
>> 右移
>>> 无符号右移
<<左移
前面几个都非常简单,主要是移位操作比较容易出错.
首先要搞清楚参与运算的数的位数,如int的是32位。long的是64位。
如int i = 1;
i的二进制原码表示为:
00000000000000000000000000000001
long l = 1;
l的二进制原码表示为:
0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001
二、

正数没有反码、补码,也可以说正数的反码、补码跟原码一样。
负数的反码为原码逐位取反,
如int i = -1;
10000000000000000000000000000001,最高位是符号位。正数为0,负数为1。
逐位取反后:
01111111111111111111111111111110即反码。
反码加1:
01111111111111111111111111111111即补码。
负数都是用补码参与运算的。得到的也是补码,需要减1取反获得原码。

三、常用的位运算符–0在位运算中是比较特殊的。

^ 异或。 相同为0,相异为1; 任何数与0异或都等于原值。 
& 与。 全1为1, 有0为0;任何数与0异或都等于0。
| 或。 有1为1, 全0为0。任何数与0或都等于原值。
<<左移。 补0。
>> 右移。 符号位是0补0,是1补1。
>>>无符号右移。补0。
~ 非 逐位取反

四、负数参与的运算,得到的是补码,需要将补码先减1,然后逐位取反,得到原码。即为运算结果。

0例外,如果得到的是0,则不需减1和取反。
另外,两个正数运算后得到的就是原码,不需减1和取反。
举例:
1^-1,
-1
10000000000000000000000000000001–原码
01111111111111111111111111111110–反码
01111111111111111111111111111111–补码
1
00000000000000000000000000000001–原码
则1^-1等于
01111111111111111111111111111111^
00000000000000000000000000000001=
01111111111111111111111111111110–补码
01111111111111111111111111111101–反码
10000000000000000000000000000010–原码==-2
即1^-1=-2
举例:
1^-2
-2
10000000000000000000000000000010–原码
01111111111111111111111111111101–反码
01111111111111111111111111111110–补码
1
00000000000000000000000000000001–原码
则1^-2等于
01111111111111111111111111111110^
00000000000000000000000000000001=
01111111111111111111111111111111–补码
01111111111111111111111111111110–反码
10000000000000000000000000000001–原码==-1
1.<<
逻辑左移,右边补0,符号位和其他位一样.
正数:
x<<1一般相当于2x,但是可能溢出.
溢出范围: 230~(231-1) 二进制表示 010000…000到01111….1111,移位后最高为变为1了,变成负数了.
负数:
x<<1一般也相当于2x,也有可能溢出.所以, x*32可以写成x<<5
溢出范围: -231~-(230+1)

03
领券