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移位运算符

移位运算符

移位运算符

移位运算符在程式设计中,是位操作运算符的一种。移位运算符可以在二进制的基础上对数字进行平移。按照平移的方向和填充数字的规则分为三种:<<(左移)、>>(带符号右移)和>>>(无符号右移)。

基本介绍

  • 中文名:移位运算符
  • 含义:在二进制的基础上对数字进行平移
  • 举例:<<(左移运算符)
  • 属于:位操作运算符

简介

在c++中,移位运算符有双目移位运算符:<<(左移)和>>(右移)。移位运算符组成的表达式也属于算术表达式,其值为算术值。左移运算是将一个二进制位的运算元按指定移动的位数向左移动,移出位被丢弃,右边移出的空位一律补0。右移运算是将一个二进制位的运算元按指定移动的位数向右移动,移出位被丢弃,左边移出的空位一律补0,或者补符号位,这由不同的机器而定。在使用补码作为机器数的机器中,正数的符号位为0,负数的符号位为1。
在移位运算时,byte、short和char类型移位后的结果会变成int类型,对于byte、short、char和int进行移位时,编译器未做任何最佳化的情况下(最佳化后不可预期),规定实际移动 的次数是移动次数和32的余数,也就是移位33次和移位1次得到的结果相同。移动long型的数值时,规定实际移动的次数是移动次数和64的余数,也就是 移动66次和移动2次得到的结果相同。
三种移位运算符的移动规则和使用如下所示:

左移运算符(<<)规则


按二进制形式把所有的数字向左移动对应的位数,高位移出(捨弃),低位的空位补零。

语法格式:

需要移位的数字 << 移位的次数
例如: 3 << 2,则是将数字3左移2位

计算过程:

3 << 2
首先把3转换为二进制数字0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011,然后把该数字高位(左侧)的两个零移出,其他的数字都朝左平移2位,最后在低位(右侧)的两个空位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100,则转换为十进制是12。

数学意义:

在数字没有溢出的前提下,对于正数和负数,左移一位都相当于乘以2的1次方,左移n位就相当于乘以2的n次方。

右移运算符(>>)规则:

按二进制形式把所有的数字向右移动对应位移位数,低位移出(捨弃),高位的空位补符号位,即正数补零,负数补1。

语法格式:

需要移位的数字 >> 移位的次数
例如11 >> 2,则是将数字11右移2位

计算过程:

11的二进制形式为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011,然后把低位的最后两个数字移出,因为该数字是正数,所以在高位补零。则得到的最终结果是0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010。转换为十进制是2。

数学意义:

右移一位相当于除2,右移n位相当于除以2的n次方。

无符号右移运算符规则:

按二进制形式把所有的数字向右移动对应位数,低位移出(捨弃),高位的空位补零。对于正数来说和带符号右移相同,对于负数来说不同。
其他结构和>>相似。

补充

有的时候,你希望将一个数的二进制值向右或向左移位。执行左移时,在一个数的二进制形式中,所有位都向左移动由移位运算符右侧的运算元指定的位数。 移位后在右边留下的空位将由零来填充。右移位运算符的原理相似,只是朝相反的方向移位。然而,如果数是负数,那幺在左侧填充的值就是1而不是0。两个移位 运算符是>>和<<,它们分别是右移位和左移位运算符。除此之外,还有複合移位和赋值运算符<<=和>>=。

来看看下面的例子。假定现在有一个int值-7,它的二进制形式为1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001。在代码清单中,我们使-7右移2个位置。
代码清单
int x;
x = (-7 >> 2); /* -7的二进制数1111 1111 1111 1111 1111 1111 11111001右移两位,因为是负数,所以空位由1补充,变成1111 1111 1111 1111 1111 1111 11111110*/
Write out "x is -2."System.Console.WriteLine("x = {0}.", x);
输出结果
x = -2
向右移位时,最右边的比特值会在边界处“离开”,左边的负数位标识符向右移动两个位置,腾出来的空白位置用1来填充。最终结果是-2。
(c语言中移位运算只能用于整数,整数A左移1位得到的结果为A*2,右移1位为A/2取整)。

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