【C语言深度剖析】深入理解C语言中的移位操作符(代码+图解)

简介: 【C语言深度剖析】深入理解C语言中的移位操作符(代码+图解)

文章目录

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+25-25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+30-30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:

image.png

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

image.png

然后:

image.png

于是我们就得到了一个新的补码:00010100

image.png

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:

image.png

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

image.png

然后:

image.png

最后:

image.png

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

image.png

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:10正1负

所以结果为:-20

image.png

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:

image.png

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

image.png

然后:

image.png

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:

image.png

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

image.png

然后:

image.png

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

image.png

所以我们得到了新的原码:10000011

3、转换

10000011换算成十进制就是:3

但是因为符号位为:10正1负

所以结果为:-3、

image.png

这就是算术右移的方法,学废了吗?

逻辑右移

逻辑右移的方法和左移操作符有点类似

就是:右边丢弃,左边空的补0

这里就不演示啦!

相关文章
|
1月前
|
NoSQL 编译器 程序员
【C语言】揭秘GCC:从平凡到卓越的编译艺术,一场代码与效率的激情碰撞,探索那些不为人知的秘密武器,让你的程序瞬间提速百倍!
【8月更文挑战第20天】GCC,GNU Compiler Collection,是GNU项目中的开源编译器集合,支持C、C++等多种语言。作为C语言程序员的重要工具,GCC具备跨平台性、高度可配置性及丰富的优化选项等特点。通过简单示例,如编译“Hello, GCC!”程序 (`gcc -o hello hello.c`),展示了GCC的基础用法及不同优化级别(`-O0`, `-O1`, `-O3`)对性能的影响。GCC还支持生成调试信息(`-g`),便于使用GDB等工具进行调试。尽管有如Microsoft Visual C++、Clang等竞品,GCC仍因其灵活性和强大的功能被广泛采用。
65 1
|
1月前
|
存储 C语言 索引
【C语言篇】操作符详解(下篇)
如果某个操作数的类型在上⾯这个列表中排名靠后,那么⾸先要转换为另外⼀个操作数的类型后执⾏运算。
|
11天前
|
存储 算法 C语言
数据结构基础详解(C语言):单链表_定义_初始化_插入_删除_查找_建立操作_纯c语言代码注释讲解
本文详细介绍了单链表的理论知识,涵盖单链表的定义、优点与缺点,并通过示例代码讲解了单链表的初始化、插入、删除、查找等核心操作。文中还具体分析了按位序插入、指定节点前后插入、按位序删除及按值查找等算法实现,并提供了尾插法和头插法建立单链表的方法,帮助读者深入理解单链表的基本原理与应用技巧。
|
11天前
|
存储 C语言 C++
数据结构基础详解(C语言) 顺序表:顺序表静态分配和动态分配增删改查基本操作的基本介绍及c语言代码实现
本文介绍了顺序表的定义及其在C/C++中的实现方法。顺序表通过连续存储空间实现线性表,使逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻。文章详细描述了静态分配与动态分配两种方式下的顺序表定义、初始化、插入、删除、查找等基本操作,并提供了具体代码示例。静态分配方式下顺序表的长度固定,而动态分配则可根据需求调整大小。此外,还总结了顺序表的优点,如随机访问效率高、存储密度大,以及缺点,如扩展不便和插入删除操作成本高等特点。
|
11天前
|
存储 C语言
数据结构基础详解(C语言): 栈与队列的详解附完整代码
栈是一种仅允许在一端进行插入和删除操作的线性表,常用于解决括号匹配、函数调用等问题。栈分为顺序栈和链栈,顺序栈使用数组存储,链栈基于单链表实现。栈的主要操作包括初始化、销毁、入栈、出栈等。栈的应用广泛,如表达式求值、递归等场景。栈的顺序存储结构由数组和栈顶指针构成,链栈则基于单链表的头插法实现。
|
11天前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕实战代码_二叉排序树(二叉搜索树)_构建_删除_插入操作详解
这份二叉排序树习题集涵盖了二叉搜索树(BST)的基本操作,包括构建、查找、删除等核心功能。通过多个具体示例,如构建BST、查找节点所在层数、删除特定节点及查找小于某个关键字的所有节点等,帮助读者深入理解二叉排序树的工作原理与应用技巧。此外,还介绍了如何将一棵二叉树分解为两棵满足特定条件的BST,以及删除所有关键字小于指定值的节点等高级操作。每个题目均配有详细解释与代码实现,便于学习与实践。
|
11天前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕实战代码_二叉树_构造二叉树_层序遍历二叉树_二叉树深度的超详细代码实现
这段代码和文本介绍了一系列二叉树相关的问题及其解决方案。其中包括根据前序和中序序列构建二叉树、通过层次遍历序列和中序序列创建二叉树、计算二叉树节点数量、叶子节点数量、度为1的节点数量、二叉树高度、特定节点子树深度、判断两棵树是否相似、将叶子节点链接成双向链表、计算算术表达式的值、判断是否为完全二叉树以及求二叉树的最大宽度等。每道题目均提供了详细的算法思路及相应的C/C++代码实现,帮助读者理解和掌握二叉树的基本操作与应用。
|
11天前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕实战代码_循环单链表和循环双链表
本文档详细介绍了用C语言实现循环单链表和循环双链表的相关算法。包括循环单链表的建立、逆转、左移、拆分及合并等操作;以及双链表的建立、遍历、排序和循环双链表的重组。通过具体示例和代码片段,展示了每种算法的实现思路与步骤,帮助读者深入理解并掌握这些数据结构的基本操作方法。
|
11天前
|
算法 C语言 开发者
C语言手撕实战代码_单链表
本文档详细介绍了使用C语言实现单链表的各种基本操作和经典算法。内容涵盖单链表的构建、插入、查找、合并及特殊操作,如头插法和尾插法构建单链表、插入元素、查找倒数第m个节点、合并两个有序链表等。每部分均配有详细的代码示例和注释,帮助读者更好地理解和掌握单链表的编程技巧。此外,还提供了判断子链、查找公共后缀等进阶题目,适合初学者和有一定基础的开发者学习参考。
|
11天前
|
存储 算法 C语言
C语言手撕数据结构代码_顺序表_静态存储_动态存储
本文介绍了基于静态和动态存储的顺序表操作实现,涵盖创建、删除、插入、合并、求交集与差集、逆置及循环移动等常见操作。通过详细的C语言代码示例,展示了如何高效地处理顺序表数据结构的各种问题。