我一直在尝试在业余时间学习C,而其他语言(C#、Java等)都有相同的概念(通常是相同的运算符)。。。
在核心层面,比特移位(<<,>>,>>)做什么,它可以帮助解决什么问题,以及弯道周围潜伏着什么陷阱?换言之,这是一个绝对的初学者指南,可以让你充分利用它的优点。
我一直在尝试在业余时间学习C,而其他语言(C#、Java等)都有相同的概念(通常是相同的运算符)。。。
在核心层面,比特移位(<<,>>,>>)做什么,它可以帮助解决什么问题,以及弯道周围潜伏着什么陷阱?换言之,这是一个绝对的初学者指南,可以让你充分利用它的优点。
当前回答
请注意,在Java实现中,要移位的位数是根据源代码的大小进行修改的。
例如:
(long) 4 >> 65
等于2。您可能会期望将位向右移动65次会将所有内容清零,但实际上相当于:
(long) 4 >> (65 % 64)
这适用于<<、>>和>>。我没有用其他语言试过。
其他回答
一个缺点是以下内容依赖于实现(根据ANSI标准):
char x = -1;
x >> 1;
x现在可以是127(01111111)或仍然是-1(11111111)。
实际上,通常是后者。
包括位移位在内的按位操作是低级硬件或嵌入式编程的基础。如果您阅读设备规范或甚至某些二进制文件格式,您将看到字节、单词和dword,它们被分解为非字节对齐的位字段,其中包含各种感兴趣的值。访问这些位字段进行读/写是最常见的用法。
图形编程中的一个简单的实际示例是16位像素表示如下:
bit | 15| 14| 13| 12| 11| 10| 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| Blue | Green | Red |
要获得绿色值,您可以执行以下操作:
#define GREEN_MASK 0x7E0
#define GREEN_OFFSET 5
// Read green
uint16_t green = (pixel & GREEN_MASK) >> GREEN_OFFSET;
解释
为了获得从偏移量5开始到10结束(即6位长)的绿色ONLY值,您需要使用(位)掩码,当对整个16位像素应用该掩码时,将仅产生我们感兴趣的位。
#define GREEN_MASK 0x7E0
适当的掩码为0x7E0,二进制为00000111111000000(十进制为2016)。
uint16_t green = (pixel & GREEN_MASK) ...;
要应用掩码,请使用AND运算符(&)。
uint16_t green = (pixel & GREEN_MASK) >> GREEN_OFFSET;
应用掩码后,您将得到一个16位数字,这实际上只是一个11位数字,因为它的MSB位于第11位。绿色实际上只有6位长,因此我们需要使用右移(11-6=5)来缩小它,因此使用5作为偏移量(#define Green_offset 5)。
同样常见的是使用比特移位进行2次幂的快速乘法和除法:
i <<= x; // i *= 2^x;
i >>= y; // i /= 2^y;
请注意,在Java实现中,要移位的位数是根据源代码的大小进行修改的。
例如:
(long) 4 >> 65
等于2。您可能会期望将位向右移动65次会将所有内容清零,但实际上相当于:
(long) 4 >> (65 % 64)
这适用于<<、>>和>>。我没有用其他语言试过。
我只写提示和技巧。它可能在测试和考试中有用。
n=n*2:n=n<<1n=n/2:n=n>>1检查n是否为2的幂(1,2,4,8,…):检查!(n和(n-1))获取n:n|=(1<<x)的第x位检查x是偶数还是奇数:x&1==0(偶数)切换x:x^(1<<n)的第n位
位屏蔽和移位
位移位通常用于低级图形编程。例如,以32位字编码的给定像素颜色值。
Pixel-Color Value in Hex: B9B9B900
Pixel-Color Value in Binary: 10111001 10111001 10111001 00000000
为了更好地理解,相同的二进制值标记了什么部分代表什么颜色部分。
Red Green Blue Alpha
Pixel-Color Value in Binary: 10111001 10111001 10111001 00000000
举个例子,我们想得到这个像素颜色的绿色值。我们可以很容易地通过掩蔽和转移来获得该值。
我们的口罩:
Red Green Blue Alpha
color : 10111001 10111001 10111001 00000000
green_mask : 00000000 11111111 00000000 00000000
masked_color = color & green_mask
masked_color: 00000000 10111001 00000000 00000000
逻辑&运算符确保只保留掩码为1的值。我们现在要做的最后一件事,就是通过将所有这些位右移16位(逻辑右移)来获得正确的整数值。
green_value = masked_color >>> 16
瞧,我们有一个整数表示像素颜色中的绿色量:
Pixels-Green Value in Hex: 000000B9
Pixels-Green Value in Binary: 00000000 00000000 00000000 10111001
Pixels-Green Value in Decimal: 185
这通常用于编码或解码图像格式,如jpg、png等。