【探索C语言】探寻移位操作符在C语言中的深层含义（包含代码与图解）

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和-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： 00011001   10011001 

反： 00011001   11100110 

补： 00011001   11100111

再来看一个

例：求+30和-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： 00011110   10011110 

反： 00011110   11100001 

补： 00011110   11100010

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：1，0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<