【C语言之】二进制的移位运算

ops/2024/12/23 9:09:44/

【C语言之】二进制的移位运算

1、左移运算 <<

  • 二进制左移运算符：<<，将操作数的所有位向左移动指定的位数。左移 n 位相当于乘以 2 的 n 次方。将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位，左边的二进制位丢弃，右边补0。
  // #b0001 1001 << 2  //===> #b0110 0100

2、右移运算 >>

  • 二进制右移运算符：>>，将操作数的所有位向右移动指定的位数。右移n位相当于除以 2 的 n 次方。将一个数的各二进制位全部右移若干位，正数左补 0，负数左补 1，右边丢弃。
  // #b0001 1001 >> 2  //===> #b0000 0110  //无符号// #b1001 1001 >> 2  //===> #b1110 0110  //有符号

3、左移测试

  • 将值为1的字符型变量c，左移9次，循环输出结果，代码如下：
/* filename : wa.c */
#include <stdio.h>/* test shift left << function */
void
test_shift_left (void)
{char x = 1;for (int i = 0; i < 9; i++){char c = x << i;printf ("No.%d, [%3d]\n", i, c);}
}/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{test_shift_left ();return 0;
}
//----- << -----//

4、编译运行，输出结果如下：

No.0, [  1]
No.1, [  2]
No.2, [  4]
No.3, [  8]
No.4, [ 16]
No.5, [ 32]
No.6, [ 64]
No.7, [-128]
No.8, [  0]

5、再修改一下

  • 左移0位，结果数值不变！
  • 左移7位，二进制为 #b1000 0000，左高右低，最高位为符号位，值变为-128！
  • 上面的结果说明：每左移一次，相当乘以2一次！
  • 将字符c改为无符号字符型，第11行修改成如下代码：
      unsigned char c = x << i;

6、编译运行，输出结果如下：

  • 改为无符号，所以左移7位值为128！
No.0, [  1]
No.1, [  2]
No.2, [  4]
No.3, [  8]
No.4, [ 16]
No.5, [ 32]
No.6, [ 64]
No.7, [128]
No.8, [  0]

7、循环判断一个字符的各二进制位是0还是1

  • 用上面的代码，在函数中定义一个字符变量n，赋值为0x74，二进制为：#b0111 0100
  • 将移位结果c与n进行按位与运算，如结果为0，说明当前位为0，如结果不为0，说明当前位为1！
  • 循环判断，输出结果，代码如下：
/* filename : wa.c */
#include <stdio.h>/* test shift left << function */
void
test_shift_left (void)
{char x = 1;char n = 0x74; //#b0111 0100for (int i = 0; i < 9; i++){unsigned char c = x << i;char r = n & c;printf ("No.%d, [%3d], [%d]\n", i, c, r);}
}/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{test_shift_left ();return 0;
}
//----- << -----//

8、编译运行，输出结果如下：

No.0, [  1], [0]
No.1, [  2], [0]
No.2, [  4], [4]
No.3, [  8], [0]
No.4, [ 16], [16]
No.5, [ 32], [32]
No.6, [ 64], [64]
No.7, [128], [0]
No.8, [  0], [0]

9、用上面的结果来将一个字符转为二进制

  • 定义字符数组buf，长度为9，8个二进制字符加1个字符串结束符’\0’，数组初始化为0，也就是’\0’！
  • 左移是从右向左，从低位向高位；数组是相反的，从左向右！
  • 定义整型变量j，从7向0循环，对应buf[7]至buf[0]，依次赋值！
  • 代码如下：
/* filename : wa.c */
#include <stdio.h>/* test shift left << function */
void
test_shift_left (void)
{char buf[9] = {0};char x = 1;char n = 0x74; //#b0111 0100for (int i = 0, j = 7; i < 8; i++, j--){unsigned char c = x << i;char r = n & c;printf ("No.%d, [%3d], [%d]\n", i, c, r);if (r != 0) buf[j] = '1';else        buf[j] = '0';}printf ("-------------------------\n");printf ("0x%X ===> [%s]\n", n, buf);
}/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{test_shift_left ();return 0;
}
//----- << -----//

10、编译运行，输出结果如下：

No.0, [  1], [0]
No.1, [  2], [0]
No.2, [  4], [4]
No.3, [  8], [0]
No.4, [ 16], [16]
No.5, [ 32], [32]
No.6, [ 64], [64]
No.7, [128], [0]
-------------------------
0x74 ===> [01110100]

11、右移测试

  • 定义高位为1的字符型变量x，赋值为0x80，二进制为#b1000 0000
  • 定义字符型变量n，赋值为0x44，二进制为#b0100 0100
  • 测试字符n的各二进制位的情况，代码如下：
/* test shift right >> function */
void
test_shift_right (void)
{unsigned char x = 0x80; //#b1000 0000char n = 0x44; //#b0100 0100for (int i = 0; i < 8; i++){unsigned char c = x >> i;unsigned char r = n & c;printf ("No.%d, [%3d], [%d]\n", i, c, r);}
}/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{//test_shift_left ();test_shift_right ();return 0;
}
//----- << & >> -----//

12、编译运行，输出结果如下：

No.0, [128], [0]
No.1, [ 64], [64]
No.2, [ 32], [0]
No.3, [ 16], [0]
No.4, [  8], [0]
No.5, [  4], [4]
No.6, [  2], [0]
No.7, [  1], [0]

13、输出字符变量的二进制格式字符串

  • 上面结果可以看出：每移位一次，相当于除以2一次！
  • 由于是从左至右，直接用for循环的i来索引buf保存即可！
  • 注意，将字符定义为无符号型，否则输出的是负数，或输出你意想不到的结果！
  • 这次测试的字符是0xF4，代码如下：
/* test shift right >> function */
void
test_shift_right (void)
{char buf[9] = {0};unsigned char x = 0x80; //#b1000 0000//char n = 0x44; //#b0100 0100unsigned char n = 0xF4; //#b1111 0100for (int i = 0; i < 8; i++){unsigned char c = x >> i;unsigned char r = n & c;printf ("No.%d, [%3d], [%d]\n", i, c, r);if (r != 0) buf[i] = '1';else        buf[i] = '0';}printf ("-------------------------\n");printf ("0x%X ===> [%s]\n", n, buf);
}

14、编译运行，基本达到预期，输出结果如下：

No.0, [128], [128]
No.1, [ 64], [64]
No.2, [ 32], [32]
No.3, [ 16], [16]
No.4, [  8], [0]
No.5, [  4], [4]
No.6, [  2], [0]
No.7, [  1], [0]
-------------------------
0xF4 ===> [11110100]

15、完整代码如下：

/* filename : wa.c */
#include <stdio.h>/* test shift left << function */
void
test_shift_left (void)
{char buf[9] = {0};char x = 1;char n = 0x74; //#b0111 0100for (int i = 0, j = 7; i < 8; i++, j--){unsigned char c = x << i;char r = n & c;printf ("No.%d, [%3d], [%d]\n", i, c, r);if (r != 0) buf[j] = '1';else        buf[j] = '0';}printf ("-------------------------\n");printf ("0x%X ===> [%s]\n", n, buf);
}/* test shift right >> function */
void
test_shift_right (void)
{char buf[9] = {0};unsigned char x = 0x80; //#b1000 0000//char n = 0x44; //#b0100 0100unsigned char n = 0xF4; //#b1111 0100for (int i = 0; i < 8; i++){unsigned char c = x >> i;unsigned char r = n & c;printf ("No.%d, [%3d], [%d]\n", i, c, r);if (r != 0) buf[i] = '1';else        buf[i] = '0';}printf ("-------------------------\n");printf ("0x%X ===> [%s]\n", n, buf);
}/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{//test_shift_left ();test_shift_right ();return 0;
}
//----- << & >> -----//

http://www.ppmy.cn/ops/144264.html

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