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c#移位運算符("<<"及">>")詳細說明


  以前感覺移位運算符自己挺明白的,也許是學的時間長了,后來一看,忘得差不多了。現在參考一些網上的學習資料,將位移運算符整理一下,作為知識點總結,也算個積累。在講移位運算符之前,先簡單補充一下原碼與補碼的知識。

一.原碼與補碼

  在計算機系統中,數值一律用補碼來存儲(表示)。主要原因:使用補碼,可以將符號位和其他位統一處理;同時減法也可按加法來處理。另外,兩個補碼表示的數相加時,如果最高位(符號位)有進位,則進位被舍棄。

  1.原碼轉補碼分兩種情況

    (1)正數的補碼:與原碼相同(已知原碼求補碼)

        例如:+9的原碼是0000 1001。補碼也是0000 1001。

    (2)負數的補碼:符號位為1,其余位為該數絕對值的原碼按位取反,然后整個數加1。

        例如:-7原碼為1000 0111(高位為符號位,1表示負數,0表示正數),補碼為1111 1001.

  2.補碼轉原碼也分兩種情況(已知補碼求原碼)

    (1)正數的原碼:與補碼相同

        例如:+9的補碼是0000 1001。原碼也是0000 1001。

    (2)負數的原碼:符號位為1,其余位為該該補碼按位取反,然后整個數加1。

        例如:-7的補碼是1111 1001,原碼是1000 0111。

二.移位運算符

  “<<”和“>>”運算符用於執行移位運算,分別稱為左移位運算符和右移位運算符。對於X<<N和X>>N形式的運算,含義是將X向左或向右移動N位,得到的結果的類型與X相同。此處,X的類型只能是int,uint、long或ulong,N的類型只能是int,N的類型只能是int,或者顯示轉換為這些類型之一,否則變異程序時會出現錯誤。

  1.左移位運算符

    使用左移位(<<)運算符可以將數向左移位。其作用是所有的位都向左移動指定的次數,高次位就會丟失,低位以0來填充。

    注意:如果第一個操作數是int或uint(32位數),則移位數有第二個操作數的低5位給出(原因是:低5位可表示的數的范圍是0~24+23+22+21+20,即0~31,足夠一個       32位數移位使用),如果第一個操作數是long或ulong(64位數),則移位數由第二個操作數的低6位給出(原因同上)。在左移時,第一個操作數的高序位被放棄,低序空位       用0填充。移位操作從不導致溢出。

    (1)正數左移位(以85為例,可以視作int 、long、uint、ulong之一,此處視為uint類型,32位)

                      85的二進制表示:      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 0101

        85左移(<<)3位:             0000 0000 0000 0000 0000 0010 1010 1000

        移位后的結果十進制表示:      680

     (2)負數左移位(以-85為例,可以視作int 、long之一,此處視為int,32位)

        -85的二進制補碼表示:      1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 1011

        -85左移(<<)3位:        1111 1111 1111 1111 1111 1101 0101 1000

        移位后結果的原碼表示:       1000 0000 0000 0000 0000 0010 1010 1000

        移位后的結果十進制表示:     -680

  2.右移位運算符

    右移位運算符(>>)是把數向右移位,其作用是所有的位都向右移動指定的次數。

    注意:如果第一個操作數是int或uint(32位數),則移位數有第二個操作數的低5位給出(原因是:低5位可表示的數的范圍是0~24+23+22+21+20,即0~31,足夠一個       32位數移位使用),如果第一個操作數是long或ulong(64位數),則移位數由第二個操作數的低6位給出(原因同上)。如果第一個操作數為int或long,則右移位是算數移       位(高序空位設置為符號位)。如果第一個操作數是uint或ulong類型,則右移位是邏輯移位(高位填充0)。

    (1)正數右移位(以85為例,可以視作int 、long、uint、ulong之一,按哪個規則都行)

        85的二進制表示:      0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 0101

        85右移(>>)3位:             0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

        移位后的結果十進制表示:      10

    (2)負數右移位(以-85為例,可以視作int 、long之一,此處視為int,32位)

        -85的二進制補碼表示:      1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 1011

        -85左移(>>)3位:        1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101

        移位后結果的原碼表示:       1000 0000 0000 0000 0000 0010 0000 1011

        移位后的結果十進制表示:     -11

 


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