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计算机基础-移位运算

2023-05-16

在代码中经常使用进行高低位的截取、哈希计算，甚至运用在乘除法运算中。向右移动1位近似表示除以2（如下表所示），十进制的奇数转化为二进制数后，在向右移时，最右边的1将被直接抹去，说明向右移对于奇数并非完全相当于除以2。在左移与右移>两种运算中，符号位均参与移动，除负数往右移动，高位补1之外，其他情况均在空位处补0.

正数/负数向左移<<1位向右移>>1位
正数（35的补码00100011)01000110=7000010001=17
负数（-35的补码11011101)10111010=-7011101110=-18
正数（99的补码01100011)11000110=-5800110001=49
负数（-99的补码10011101)00111010=5811001110=-50

左移运算由于符号位参与向左移动，在移动后的结果中，最左位可能是1或者0，即正数向左移动的结果可能是正，也可能是负；负数向左移动的结果同样可能是正，也可能是负。

对于三个大于号的>>>无符号向右移动（注意不存在<<<无符号向左移动的运算方式），当向右移动时，正负数高位均补0，正数不断向右移动的最小值是0，而负数不断向右移动的最小值是1。无符号意即藐视符号位，符号位失去特权，必须像其他平常的数字位一起向右移动，高位直接补0，根本不关心是正数还是负数。

正数/负数向右移>>>1位向右移>>>2位向右移>>>3位
正数（35的补码00100011)00010001=1700001000=800000100=4
负数（-35的补码11011101)01101110=11000110111=5500011011=27

为何负数不断地无符号向右移动的最小值是1呢？在实际编程中，位移运算仅作用于整型（32位）和长整型（64位）数上，假如在整型数上移动的位数是32位，无论是否带符号位以及移动方向，均为本身。因为移动的位数是一个mod 32的结果，即35>>1与35>>33是一样的结果。如果是长整型，mod 64，即35<<1与35<<65的结果是一样的。负数在无符号往右移动63位时，除最右边为1外，左边均为0，达到最小值1，如果>>64，则为其原数值本身。

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