数据的运算：移位运算

移位运算

逻辑移位

1.对象：无符号数

2.移位规则

• 逻辑左移：高位移除，低位补0
• 逻辑右移：低位移除，高位补0

3.应用：对单独某位清0或置1

• 清0：先按位取反，再与运算
• 置1：直接或运算，与1相或均位1

#define b6_mask (1<<6)
unsigned char data = 4;

//清0
data &= ~b6_mask;

//置1
data |= b6_mask

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算术移位

1.对象：有符号数（仅针对定点数）

2.移位规则

• 符号位保持不变，仅对数值位进行移位
• 真值为正数时：添补0，最高位丢1，则结果出错；最低位丢1，则精度缺失。
• 真值为负数时
  • 原码添补0：最高位丢1，则结果出错；最低位丢1，则精度缺失
  • 反码添补1：最高位丢0，则结果出错；最低位丢0，则精度缺失
  • 补码左移添补0，右移添补1：最高位丢0，则结果出错；最低位丢1，则精度缺失；

3.补码的另一种算术移位

• 符号位也参与移位运算
• 移位规则
  • 左移：低位补0；若符号位发生变化，则发生溢出
  • 右移：高位添补符号
• 符号位参与移位的优点
  • 有检测溢出的方法：符号位变化
  • 2.便于ALU处理，方便记忆

4.应用：仅用加法运算和算术移位实现乘法运算

• 左移一位相当于×2
• 右移一位相当于÷2

5.C语言中的移位运算

• "<<"表示左移，左移是逻辑左移：高位移除，低位补0
• ">>"表示右移
  • 无符号数是逻辑右移：，低位移除，高位补0
  • 有符号数是算术右移：低位移除，高位添补符号

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循环移位

1.对象：无符号数

2.移位规则

• 左移或右移移出的位会出现在另一端，形成循环

3.根据进位标志CF是否加入循环过程，分为

• 不带CF标志位的循环左移
• 不带CF标志位的循环右移
• 带CF标志位的循环左移
• 带CF标志位的循环右移

4.循环移位的应用

• 加密算法：通过循环移位实现数据的混淆和置换
• 哈希算法：通过循环移位改变数据的排序，产生不同的哈希值
• 优化算法：加速算法的执行等

5.循环移位的C语言实现

/*32位无符号整数循环移位，n表示循环位数*/

// 循环左移
unsigned int circulLeft(unsigned int calue,int n){   
    return (value<<n)|(value>>(32-n));
}

// 循环右移
unsigned int circulLeft(unsigned int calue,int n){   
    return (value>>n)|(value<<(32-n));
}