在c++中移位运算的规则分析
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2024-12-15 20:42:48
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  移位运算符在程序设计中,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)。

  移位运算简介

  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操作数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操作数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,编译器未做任何优化的情况下(优化后不可预期),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:

  移位运算左移运算符(<<)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(舍弃),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00000000000000000000000000000011,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00000000000000000000000000001100,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。

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