C语言中的移位操作

C语言中的移位操作,内容不多。不过有些地方你不注意,就疏忽了。
先做两个小题先。
(1)unsigned char x=3;
x<<1是多少?x>>1是多少?
(2)char x=3;
x<<1是多少?x>>1是多少?
(3)char x=-3;
x<<1是多少?x>>1是多少?
3写成二进制数是00000011;-3写成二进制数是(补码)11111101。
程序执行的时候,操作的是数值的编码表示,也就是数值在内存中的二进制表示。比如说,程序取-3的时候,就去取11111101。
(1)对无符号数3来说,x<<1往左移一位,最左边的位移掉了,最右边的移进来的位补零。变成00000110,所以结果是6;x>>1往右边移一位,由于是无符号数,所以逻辑右移,最右边一位移掉,最左边移进来的位补零,变成00000001,所以结果是1。
(2)对于有符号数3来说,x<<1往左移一位,最左边的位移掉了,最右边的移进来的位补零。变成00000110,所以结果是6;x>>1往右边移一位,由于是有符号数,可能发生逻辑右移,也可能发生算术右移,这一点,C标准并没有明确地指定是使用逻辑右移还是算术右移。但大多数的机器都使用算术右移,变成00000001,所以结果还是1。但是请注意,这只是说大多数的机器是这样的,你敢保证自己不会碰到特殊情况吗?
(3)对于有符号数-3来说,x<<1往左移一位,最左边的位移掉了,最右边的移进来的位补零。变成11111010,结果是-6。往右移一位,由于是有符号数,可能发生逻辑右移,也可能发生算术右移。大多数机器使用算术右移,变成11111110,结果是-2。
总结:左移时总是移位和补零。右移时无符号数是移位和补零,此时称为逻辑右移;而有符号数大多数情况下是移位和补最左边的位(也就是补最高有效位),移几位就补几位,此时称为算术右移。
附打印内存中字节编码的代码:
void print_char(char x)
{
 unsigned char * bp=(unsigned char *)&x;
 int size=sizeof(x);
 for(int i=0; i<size; i++)
    printf("%.2x", bp[i]);
 printf("\n");
}


可以自己实践实践阿。



转自:http://www.bianceng.cn/Programming/C/201012/21145.htm

### 3.1 移位操作与乘法操作的优先级 在C语言中,**乘法操作的优先级高于移位操作**。这意味着在没有括号明确指定运算顺序的情况下,乘法操作会优先于移位操作执行。 例如,考虑以下表达式: ```c int result = a << 2 * b; ``` 此表达式的实际执行顺序等价于: ```c int result = a << (2 * b); ``` 这是因为乘法运算符 `*` 的优先级高于左移位运算符 `<<`,所以 `2 * b` 先被计算,然后 `a` 被左移相应的位数。[^1] 如果希望先执行移位再执行乘法,则必须使用括号来明确运算顺序: ```c int result = (a << 2) * b; ``` ### 3.2 实际应用中的优化考量 在某些特定场景下,尤其是嵌入式系统或性能敏感的代码段中,开发者可能会用移位操作代替乘法或除法来提升性能。例如,将一个整数乘以 8 可以通过左移三位实现(即 `x << 3`),这通常比执行实际的乘法操作更快。[^2] 但需要注意的是,这种优化通常适用于**2的幂次方**的情况。如果操作数不是2的幂,移位操作将无法直接替代乘法或除法。 此外,对于有符号整数的移位操作,右移(`>>`)在不同平台上可能表现为**算术右移**(符号扩展)或**逻辑右移**(零扩展),这可能导致可移植性问题。因此,在使用移位代替乘除时,应特别注意操作数的类型和符号性。[^2] --- ### 3.3 示例代码 以下代码演示了移位和乘法操作的不同执行顺序及其结果: ```c #include <stdio.h> int main() { int a = 5; int b = 2; int result1 = a << 2 * b; // 等价于 a << (2 * b) = 5 << 4 = 80 int result2 = (a << 2) * b; // 等价于 (5 << 2) * 2 = 20 * 2 = 40 printf("result1 = %d\n", result1); printf("result2 = %d\n", result2); return 0; } ``` 输出结果为: ``` result1 = 80 result2 = 40 ``` --- ###
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