位移运算的原理

2011-06-26 阅读数:158

 

整理一下几天前关于位移运算的工作记录:

移位运算符就是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)。
         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,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:
l <<
运算规则:
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。
l >>
运算规则:
         按二进制形式把所有的数字向右移动对应巍峨位数,低位移出(舍弃),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3。


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。
l >>>
运算规则:
         按二进制形式把所有的数字向右移动对应巍峨位数,低位移出(舍弃),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。

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操作数指定的位数。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,那么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,还有复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。在代码我们使-7右移2个位置。

	int x;x = (-7 >> 2); // 11111111111111111111111111111001 becomes
	//11111111111111111111111111111110
	// Write out "x is -2."
	System.Console.WriteLine("x = {0}.", x);

转出结果是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。

声明: 本文采用 BY-NC-SA 协议进行授权. 转载请注明转自: 位移运算的原理

相关评论

验证码: