编程基础：位运算07，右移

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计算机基础：二进制基础04，十进整制数转化为二进制整数-优快云博客

本节前言

在上一节，我讲解了左移。本节，我们来讲解右移。

本节，依然会涉及进制转换的知识。

关于进制转换的知识，大家可以参考一下三个链接。

计算机基础：二进制基础03，二进制数的位基和位权

计算机基础：二进制基础13，十六进制与二进制的相互转换-优快云博客

我们开始本节的讲解。

一. 右移

右移，在汇编语言层面，它有算术右移和逻辑右移两种指令，暂时不考虑循环右移。逻辑右移和算术右移，其区别就在于对符号位的处理上。

对于一个无符号数来讲，无所谓符号位。而对于有符号数来讲，最高位是符号位。正整数和 0 的符号位都是 0，而负整数的符号位是 1 。

一个 char 型数，它包含有 8 个二进制位，位 7 为最高位，是符号位。

一个 short 型数，它包含有 16 个二进制位，位 15为最高位，是符号位。

一个 int 型数，它包含有 32 个二进制位，位 31为最高位，是符号位。

以上都属于是有符号类型的数。

右移，它是说，让某一个操作数里面的各个二进制位上的数，向高位移动若干个位。

在 C/C++ 里面，右移运算符为【>>】，不论是逻辑右移还是算术右移，它都是这个运算符。

有了这样的知识，接下来，我们来看右移的语法讲解。

格式：左操作数 >> 右操作数;

效果：左操作数的各个二进制位上的数，向左移动 [右操作数] 个数位。左边移出的数位，在高级语言层面，可以认为是被丢掉了。而左边的空出的数位的处理，根据逻辑右移与算术右移的类型而定。

逻辑右移：当左操作数的数据类型为无符号数时，右移的类型便属于是逻辑右移。对于逻辑右移，左边的空出的数位，要补上 0 。右移 1 位，左边补 1 个 0 。右移 3 位，左边补上 3 个 0 。右移 9 位，左边补上 9 个 0 。

注释：在这里，最左边，指的是左操作数的最高二进制位。比如一个 unsigned short 类型的数，它的最高位，或者是最左边的位，就是位 15 。左边的 3 位，指的是位 15 到位 13 。

算术右移：当左操作数的数据类型是有符号数时，右移的类型便属于是算术右移。对于算术右移来讲，左边的空出的数位，要补上符号位。正整数和 0 的符号位是 0，在右移时左边补 0 。负整数的符号位是 1，所以在右移时，左边空出的数位要补上 1 。右移 1 位，左边补 1 个符号位。右移 3 位，左边补上 3 个符号位。右移 9 位，左边补上 9 个符号位。

注意事项：移位操作可能引发数据溢出或精度丢失，需谨慎使用。

在移位运算中，移动的位数 没有固定值 ，但实际操作中存在一些规则和限制。比如说，一般会有位数范围限制。移动位数 n 必须满足 0 ≤ n < 数据类型位数。例如，对于32位整数类型（如 int），有效移位范围是 0 ≤ n < 32。尝试移出所有位（如 n << 32）或负数位（如 n << -1）会导致未定义行为或运行时错误。

本专栏里面，不讨论大于或等于数据类型位数的移位操作。想了解大于或等于数据类型位数的移位操作，请自行查阅资料。因为，这一块，我也不太懂。遇到了再说吧。在我的经验中，Linux 内核里面存在着移动位数超越数据类型位数的情况，以后遇到了再说。当前阶段里，我们仅仅研究移位的位数小于数据类型位数的情况。

接下来，我们来看一个案例。

char ch01, ch02;
unsigned char ch03;
int num01, num02;
int res01, res02, res03;
int res04, res05, res06;

ch01 = 0xC0;
ch02 = 0x60;
ch03 = 0xE0;
num01 = 1;
num03 = 3;

res01 = ch01 >> num01;
res02 = ch01 >> num02;
res03 = ch02 >> num01;
res04 = ch02 >> num02;
res05 = ch03 >> num01;
res06 = ch03 >> num02;

在这里，ch01 是一个有符号类型的变量，它的值为 0xC0，对应的二进制形式为 1100 0000 。符号位为 1 。

ch02 是一个有符号类型的变量，它的值为 0x60，对应的二进制形式为 0110 0000 。符号位为 0 。

ch03 是一个无符号类型的变量，它的值为 0xE0，对应的二进制形式为 1110 0000 。无符号数没有符号位。

（一）代码【res01 = ch01 >> num01】的执行情况

ch01 的原值为 1100 0000，num01 的值为 1 。右移 1 位的时候，左边空出的数位要补上符号位，而ch01 的符号位为 1 。所以，右移的结果为 1110 0000 。

（二）代码【res02 = ch01 >> num02】的执行情况

ch01 的原值为 1100 0000，num02 的值为 3 。右移 3 位的时候，左边空出的数位要补上符号位，而ch01 的符号位为 1 。所以，右移的结果为 1111 1000 。

（三）代码【res03 = ch02 >> num01】的执行情况

ch02 的原值为 0110 0000，num01 的值为 1 。右移 1 位的时候，左边空出的数位要补上符号位，而ch02 的符号位为 0 。所以，右移的结果为 0011 0000 。

（四）代码【res04 = ch02 >> num02】的执行情况

ch02 的原值为 0110 0000，num02 的值为 3 。右移 3 位的时候，左边空出的数位要补上符号位，而ch02 的符号位为 0 。所以，右移的结果为 0000 1100 。

（五）代码【res05 = ch03 >> num01】的执行情况

ch03 的原值为 1110 0000，num01 的值为 1 。右移 1 位的时候，左边空出的数位要补上 0，因为 ch03 是无符号变量。所以，右移的结果为 0111 0000 。

（六）代码【res06 = ch03 >> num02】的执行情况

ch03 的原值为 1110 0000，num02 的值为 3 。右移 3 位的时候，左边空出的数位要补上补上 0，因为 ch03 是无符号变量。所以，右移的结果为 0001 1100 。

这就是右移的基本知识了。

也许，学起来不难。而在讲解之前，在构思的时候，我是觉得不太好讲的。

对于右移，它也存在着它的典型应用，我们一起来看一看。

二. 右移应用，提取 1 个二进制位

关于右移的应用，我这里所了解的一个典型应用是提取某一个数的某几个二进制位。

我们来看一个案例。

unsigned short num;
int res;

num = 0xEC3A;
res = num & (1 << 6);
res >>= 6;

这个案例用到了按位与和左移的知识。如果你对按位与和左移的知识不了解，可以参考以下两个链接所示的文章。

编程基础：位运算03，按位与运算-优快云博客

编程基础：位运算06，左移-优快云博客

接下来呢，我们来看代码。

（一）代码【num = 0xEC3A;】的执行情况

本行执行完毕，num 会被赋值为 0xEC3A ，它的对应的二进制形式为： 1110 1100 0011 1010

（二）代码【res = num & (1 << 6);】的执行情况

先来看【1 << 6】，1 左移 6 位所形成的数，只有位 6 为 1，其余位都是 0 。num 和这个【只有位 6 为 1，而其余位都是 0】的数相与，其结果就是，num 的其余位均被清零，只有位 6 保留了下来。

与运算的一个典型应用法则是：0 位清零，1 位保留。

这个值会被赋予 res 之中。

（三）代码【res >>= 6;】的执行情况

在执行本行代码之前，res 的其余位均被清零，而位 6 则是保留了 num 的位 6 的原值。
执行了以后，则位 6 被移到位 0，而其余位均为 0 。

（四）本案例的总体含义

本案例代码，先是令 num 中的无关位清零，只保留位 6，然后将位 6 移到位 0 。所以，本案例的总体的含义是，将 num 中的位 6单独提取出来。

三. 右移应用，提取多个二进制位

我们来看一个案例。

unsigned short num;
int res;

num = 0xEC3A;
res = num & (7 << 6);
res >>= 6;

这个案例与上一分节的案例差不多，只是将【res = num & (1 << 6);】修改为了【res = num & (7 << 6);】而已。我们来看代码。

（一）代码【num = 0xEC3A;】的执行情况

本行执行完毕，num 会被赋值为 0xEC3A ，它的对应的二进制形式为： 1110 1100 0011 1010 。

（二）代码【res = num & (7 << 6);】的执行情况

先来看【7 << 6】，7 的二进制形式为 111，,它左移 6 位所形成的数，只有位 8 到位 6 三位为 1，其余位都是 0 。num 和这个【只有位 8 到位 6 三位为 1，而其余位都是 0】的数相与，其结果就是，num 的其余位均被清零，只有位 8 到位 6 保留了下来。

与运算的一个典型应用法则是：0 位清零，1 位保留。

这个值会被赋予 res 之中。

（三）代码【res >>= 6;】的执行情况

在执行本行代码之前，res 的其余位均被清零，而位 8 到位 6 则是保留了 num 的位 8 到位 6 的原值。
执行了以后，则位 8 到位 6 被移到位 2 到位 0，而其余位均为 0 。

（四）本案例的总体含义

本案例代码，先是令 num 中的无关位清零，只保留位 8 到位 6，然后将位 8 到位 6 移到位 0 。所以，本案例的总体的含义是，将 num 中的位 8 到位 6单独提取出来。

四. 右移应用总结

在本篇文章里面，我总结了右移应用的一个典型应用，提取某一个数的一个或多个二进制位。

以后，你有可能会接触到右移的更多的应用。这一点，你自己慢慢积累经验吧。

结束语

讲解右移知识，对我来讲，还是有一定的挑战性的。

想要将一个知识给讲清楚，有时，也是会有困难的。

希望大家能够学好本节的知识。

关于左移和右移的知识，你还需要自己去测试一些个东西。本节，我就先不讲这个测试知识了。

本节结束。

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