C语言 移位操作符

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注：移位操作符的操作数只能是整数。

        移位操作符移动的是二进制位。

整数的二进制表示有3种：

• 原码
• 反码
• 补码

正的整数的原码、反码、补码相同。

负的整数的原码、反码、补码是要计算的。

• 由负整数原码计算出反码：原码的符号位不变，其他位按位取反。
• 由负整数反码计算出补码：反码+1。

示例：

7的原码、反码、补码：

• 原码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
• 反码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
• 补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

-7的原码、反码、补码：

• 原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111
• 反码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 1000   符号位不变，其他位按位取反
• 补码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 1001   反码+1

        整数在内存中存的是补码。

        移位操作符移动的是存在内存中的补码。

1左移操作符

移位规则： 左边抛弃、右边补0。

正的整数左移示例：

        对7左移

补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

左移：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110     

        左移后内存中存的还是补码，因为正整数的原码和补码相同，所以对7左移后的值十进制为14。

代码验证：

#include 

int main()
{
	int a = 7 ;
	int b = a << 1;
	printf("a=%d\n", a);
	printf("b=%d\n", b);
	return 0;
}

运行结果：

a=7
b=14

        变量b得到了变量a左移1位之后的变化，但变量a自身是不变的。

---

负的整数左移示例：

        对-7左移

补码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 1001

左移：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 0010

        左移后内存中存的还是补码，因为负整数的原码和补码之间需要计算。

• 由负整数补码计算出反码：补码-1。
• 由负整数反码计算出原码：反码的符号位不变，其他位按位取反。

补码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 0010  （左移1位后）

反码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 0001    补码-1

原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110     符号位不变，其他位按位取反。

        计算出-7左移后的值十进制为-14。

代码验证：

#include 

int main()
{
	int a = -7 ;
	int b = a << 1;
	printf("a=%d\n", a);
	printf("b=%d\n", b);
	return 0;
}

运行结果：

a=-7
b=-14

        因为二进制数的每一位都是2的指数幂，所以左移1位后，只要没有发生数据溢出，值就会变为原来的2倍，如果变量为无符号整形或正整数，表达式 a << n 会将a的所有位左移n位，运算结果位a×。

2 右移操作符

移位规则：

1. 逻辑移位：左边补0，右边丢弃。
2. 算术移位：左边补原值的符号位，右边丢弃。（绝大多数编译器采用算术移位，所以示例都为算数移位结果）

正的整数右移示例：

        对7右移

补码：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

左移：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011     

        右移后内存中存的还是补码，因为正整数的原码和补码相同，所以7左移后的值十进制为3。

代码验证：

#include 

int main()
{
	int a = 7 ;
	int b = a >> 1;
	printf("a=%d\n", a);
	printf("b=%d\n", b);
	return 0;
}

运行结果：

a=7
b=3

---

负的整数右移示例：

        对-7右移

补码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 1001

左移：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 1100

        右移后内存中存的还是补码，因为负整数的原码和补码之间需要计算。

• 由负整数补码计算出反码：补码-1。
• 由负整数反码计算出原码：反码的符号位不变，其他位按位取反。

补码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 1100  （左移1位后）

反码：1111  1111  1111  1111  1111  1111  1111 1011    补码-1

原码：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100     符号位不变，其他位按位取反。

        计算出-7右移后的值十进制为-4。

代码验证：

#include 

int main()
{
	int a = -7 ;
	int b = a >> 1;
	printf("a=%d\n", a);
	printf("b=%d\n", b);
	return 0;
}

运行结果:

a=-7
b=-4

        因为二进制数的每一位都是2的指数幂，所以右移1位后，只要没有发生数据溢出，值就会变为原来的二分之一，如果变量为无符号整形或正整数，表达式 a >> n 会将a的所有位右移n位，运算结果位a÷。

        警告：对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。