关于c语言中负数位移位操作的漫谈

近期有个朋友在程序中使用了对16进制数做负数移位(编译器是gcc),本人最次产生好奇。所以研究了一些。

对一个数做负数位移位的操作是不规范的,可是是可行的。

详细样例:
char tmp = 0x10;
tmp = tmp << -1;
大家猜猜结果是什么。有人猜是tmp左移-1位不就是右移1位吗?结果是0x01?
非常遗憾。电脑和人脑是不一样的。结果是0
为什么呢?为了找出原因,本人进行了一些小小的測试。并做出了有根据的结果。

因为知道+0和-0的差别,所以,我首先将tmp << -128(-128就是-0),和猜想的一样。结果是0x10
而-128的二进制是 1000 000b
继续,将tmp << -127。结果是0x20,左移了1位
-127的二进制是 1000 0001b
迫不及待,尝试 tmp << -126。结果是0x40,左移了2位
-126的二进制是 1000 0010b
这时,大家应该和我一样,看出了端倪,可是先不要说出来,先看看他们以相同的值向右移:
首先将tmp >> -128(-128就是-0),结果是0x10
而-128的二进制是 1000 000b
继续,将tmp >> -127,结果是0x08,右移了1位
-127的二进制是 1000 0001b
迫不及待。尝试 tmp >> -126。结果是0x04,右移了2位
-126的二进制是 1000 0010b

这时,大家能够大胆的的推測了,移位操作中若移动的是一个负数,那么移动的位数以这个负数的二进制形式的低七位决定。
若还有猜疑。继续測试:
tmp << -255 结果为0x20。-255的二进制为0x1 0000 0001b
tmp << -511 结果为0x20, -511的二进制为0x10 0000 0001b
tmp << -1023 结果为0x20,-1023的二进制为0x100 0000 0001b

如今大家能够肯定的说:移位操作中若移动的是一个负数。那么移动的位数以这个负数二进制形式的低七位决定。

如今的longlong型长度貌似最大也仅仅有到64位,若要达到128位。这个编译器就要改动了。)


在写完本文后,我在工作中不小心发现了不妥。以上的结果不过只代表了有符号char型的移位规则。所以,以上的结论须要进一步的进行拓展。
以下是拓展后的结论:
当一个数为有符号数时。设这个有符号数的二进制位数为k(比方int型在32位系统中,它的二进制位数为32),那么这个数向左或向右移动n位时,这个数仅仅移动这个n数的二进制形式下低k-1位所指代的那个正数位。
当一个数为无符号数时。设这个有符号数的二进制位数为k(比方int型在32位系统中,它的二进制位数为32),那么这个数向左或向右移动n位时,这个数仅仅移动这个n数的二进制形式下低k位所指代的那个正数位。

因为本人水平有限,如有错误,请指正。本人不胜感激。




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