C/C++中的移位运算符——由二进制转换程序引发的思考

最新推荐文章于 2024-05-20 18:00:00 发布

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本文通过一个二进制显示程序的错误，探讨了C/C++中移位运算符的使用，特别是有符号数的算术右移和无符号数的逻辑右移的区别。分析了导致错误的原因，并提出解决方案，强调了在进行移位操作时确保数据正确性的重要性。

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以前学习移位运算符的时候并没有太多关注它，而此次关于移位运算符的探究，主要源于写的一个二进制显示的程序：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int a=-1;
	
   for(int i=0;i<32;i++)
	   cout<<(( a & ( 1 << 31 ) >> i ) != 0);
   return 0;
}

写这个程序的目的就是显示a的二进制表示，思路如下：由于这里的编译器是32位的，因此循环输出32次，对于每次循环，都将a与（1<<31）>>i按位与，什么意思呢？因为我们要先输出a的最高位，因此每次循环的最开始就需要先将1左移31位得到最高位为1，其余位为0，再与a按位与，得到的结果判断是否为0，如果不为0，说明a最高位为1，否则为0；如此，进入第i次循环时，就判断a的高第i位的情况，这个时候就将1左移31位的结果右移i位即可。

这样来解释的话，看上去是没有问题的，但是实际测试的时候发现，如下：
在这里插入图片描述

可以看到，答案都是不正确的，这是为什么呢？
这是因为有符号数的右移通常是算术右移，而无符号数的右移通常是逻辑右移，算术右移k位是指将二进制位向右移k位，并在左端补k个最高位；逻辑右移即是在左端补k个0。比如说一个数是1000 0001，那么它算术右移1位结果就是1100 0000，逻辑右移的结果是0100 0000。