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

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

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。

请注意,Windows平台上只有32位版本的PHP可用。

然后,如果您将<<或>>移位超过31位,则结果是不可预测的。通常会返回原始数字而不是零,这可能是一个非常棘手的错误。

当然,如果您使用64位版本的PHP(Unix),应该避免移位超过63位。然而,例如,MySQL使用64位BIGINT,因此不应该有任何兼容性问题。

更新:从PHP 7 Windows,PHP构建最终能够使用完整的64位整数:整数的大小取决于平台,尽管通常的最大值约为20亿(即32位带符号)。64位平台的最大值通常约为9E18,除了在PHP 7之前的Windows上,它总是32位。

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。

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。

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。