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
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。
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
Python中一些有用的位操作/操作。
我用Python实现了Ravi Prakash的答案。
# Basic bit operations
# Integer to binary
print(bin(10))
# Binary to integer
print(int('1010', 2))
# Multiplying x with 2 .... x**2 == x << 1
print(200 << 1)
# Dividing x with 2 .... x/2 == x >> 1
print(200 >> 1)
# Modulo x with 2 .... x % 2 == x & 1
if 20 & 1 == 0:
print("20 is a even number")
# Check if n is power of 2: check !(n & (n-1))
print(not(33 & (33-1)))
# Getting xth bit of n: (n >> x) & 1
print((10 >> 2) & 1) # Bin of 10 == 1010 and second bit is 0
# Toggle nth bit of x : x^(1 << n)
# take bin(10) == 1010 and toggling second bit in bin(10) we get 1110 === bin(14)
print(10^(1 << 2))
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。
Bitwise运算符用于执行位级操作或以不同方式操作位。发现按位运算速度更快,有时用于提高程序的效率。基本上,按位运算符可以应用于整数类型:long、int、short、char和byte。
按位移位运算符
它们分为两类:左移和右移。
左移位(<<):左移位运算符,将值中的所有位向左移位指定次数。语法:value<<num。这里num指定值左移的位置数。也就是说,<<将指定值中的所有位向左移动num指定的位数。每向左移动一次,高阶位都会被移出(并被忽略/丢失),而在右侧输入一个零。这意味着,当向32位编译器应用左移位时,一旦移位超过位位置31,位就会丢失。如果编译器是64位的,则位位置63之后的位丢失。
输出:6,这里3的二进制表示是0…0011(考虑32位系统),因此当它移位一次时,前导零被忽略/丢失,其余31位都向左移位。最后加零。所以它变成了0…0110,这个数字的十进制表示是6。
如果是负数:
输出:-2,在java负数中,由2的补码表示。SO,-1由2^32-1表示,相当于1….11(考虑32位系统)。当移位一次时,前导位被忽略/丢失,其余31位向左移位,最后加零。所以它变成了,11…10,它的十进制等价物是-2。所以,我认为你对左移及其工作原理有足够的了解。
右移(>>):右移运算符,将值中的所有位右移指定的次数。语法:value>>num,num指定值右移的位置数。也就是说,>>将指定值中的所有位向右移动/移位num指定的位数。以下代码片段将值35向右移动两个位置:
输出:8,因为32位系统中35的二进制表示是00…00100011,所以当我们将其右移两次时,前30个前导位移到/移到右侧,丢失/忽略两个低位,并在前导位添加两个零。因此,它变成00……00001000,这个二进制表示的十进制等价物是8。或者有一个简单的数学技巧来找出以下代码的输出:为了概括这一点,我们可以说,x>>y=floor(x/pow(2,y))。考虑上面的例子,x=35,y=2,所以,35/2^2=8.75,如果我们取下限值,那么答案是8。
输出:
但记住一点,如果你取y的大值,这个技巧对y的小值很好,它会给你不正确的输出。
如果是负数:由于是负数,右移运算符在有符号和无符号两种模式下工作。在有符号右移运算符(>>)中,如果是正数,则用0填充前导位。在负数的情况下,它用1填充前导位。保留标志。这称为“标志扩展”。
输出:-5,如上所述,编译器将负值存储为2的补码。因此,-10表示为2^32-10,考虑到32位系统11…0110,以二进制表示。当我们移位/移动一次时,前31个前导位在右侧移位,低阶位丢失/忽略。所以,它变成11…0011,这个数字的十进制表示是-5(我怎么知道数字的符号?因为前导位是1)。有趣的是,如果向右移动-1,结果总是保持-1,因为符号扩展会在高位带来更多的1。
无符号右移(>>>):此运算符还将位右移。有符号和无符号之间的区别是,如果数字为负数,则后者用1填充前导位,而在任何情况下,前者都用零填充。现在问题来了,如果我们通过有符号右移运算符获得所需的输出,为什么我们需要无符号右移运算。用一个例子来理解这一点,如果您要移动不表示数值的东西,您可能不希望符号扩展发生。在处理基于像素的值和图形时,这种情况很常见。在这些情况下,无论初始值是什么,您通常都希望将零移到高位。
输出:2147483647,因为在32位系统中,-2表示为11…10。当我们将位移位1时,前31个前导位向右移动/移位,低阶位丢失/忽略,零被添加到前导位。因此,它变为011…1111(2^31-1),其十进制等价值为2147483647。