有趣的移位操作符和位操作符(由浅入深轻松搞定!)

简介: 有趣的移位操作符和位操作符(由浅入深轻松搞定!)

1.  原码,反码,补码


1. 想要理解并掌握移位操作符和位操作符,我们有必要并必须先了解原、反、补码的概念。


. 整数的2进制表示方法有三种,即原码、反码和补码

. 有符号整数的三种表方法法均有符号位和数值位两部分,2进制序列中,最高位的1位是被当做符号位,剩余的都是数值位。

. 符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”。

. 正整数的原、反、补码都相同。

. 负整数的三种表方法法各不相同。

. 原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。

. 反码:将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到反码。

. 补码:反码+1就得到补码。

. 补码得到原码也是可以使用:取反,+1的操作。


举个栗子啦~


2.对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。


为什么呢?

在计算机系统中,数值⼀律用补码来表示和存储。原因在于,使用补码,可以将符号位和数值域统⼀处理;同时,加法和减法也可以统⼀处理(CPU只有加法器)此外,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。


2.移位操作符


.  <<左移操作符

.  >>右移操作符


2.1 左移操作符


1.移位规则:左边抛弃,右边补0。


注意:num<<1后,num的值是不变的。(与a=b+1相似,b进行运算后的值不变)

用代码加深一下理解啦~



仔细观察我们就可以发现num在向左移1位之后就是10*2^1

                                       num在向左移2位之后就是10*2^2

事实上,原因是很简单的~

在二进制中,所有位数向左移一位后相当于所有位数的值都乘了一个2


2.2  右移操作符


1.移位规则:首先右移运算分俩种

逻辑右移:左边用0填充,右边丢弃

算数右移:左边用原该值的符号位填充,右边丢弃

注意:在大多数编译器上,我们使用的都是算数右移



而算数右移就相当于做除法啦~

警告⚠:对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。


3.位操作符 (&、|、^、~)



4.使用移位操作符和位操作符写一些有趣的代码~


1.不能创建临时变量(第三个变量),实现两个数的交换


我们可以很容易的想到用加减法去解决这个问题,但是这种方法有一个弊端:

当数据非常大的时候,2个整型变量相加大于一个整型变量存储空间(数据就会溢出)


所以,这种方法并不能解决所有的问题

下面这种方法就很好的解决了这个问题~

#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
a = a^b;
b = a^b;
a = a^b;
printf("a = %d b = %d\n", a, b);
return 0;
}

那怎么理解这种方法呢~


2.编写代码实现:求⼀个整数存储在内存中的⼆进制中1的个数

//⽅法1
int main()
{
int num = 10;
int count= 0;//计数
while(num)
{
if(num%2 == 1)
count++;
num = num/2;
}
printf("⼆进制中1的个数 = %d\n", count);
return 0;
}
 
 
//⽅法2:
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = -1;
int i = 0;
int count = 0;//计数
for(i=0; i<32; i++)
{
if( num & (1 << i) )
count++;
}
printf("⼆进制中1的个数 = %d\n",count);
return 0;
}
//还能更加优化,这⾥必须循环32次的
 
 
//⽅法3:
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = -1;
int i = 0;
int count = 0;//计数
while(num)
{
count++;
num = num&(num-1);
}
printf("⼆进制中1的个数 = %d\n",count);
return 0;
//这种⽅式是不是很好?达到了优化的效果,但是难以想到。

注意:方法1对于负数来说逻辑就有问题了,但我们如果用unsigned int 定义num的话也是可以解决这个问题的


方法2可以这样理解~

 


方法3可以这样理解~

3.⼆进制位置0或者置1编写代码将13⼆进制序列的第5位修改为1,然后再改回0


下面的代码可以试着自己理解一下哟~

#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 13;
a = a | (1<<4);
printf("a = %d\n", a);
a = a & ~(1<<4);
printf("a = %d\n", a);
return 0;
}
相关文章
|
Linux
CentOS7.X磁盘挂载及取消挂载
CentOS7.X磁盘挂载及取消挂载
8106 0
|
8月前
|
传感器 程序员 Go
一文彻底搞清楚常见的IC封装
本文介绍了常见的IC封装类型,包括DIP、SOP、QFP、BGA、CSP等,详细解释了它们的特点、应用及选型参考,帮助读者理解封装技术的发展趋势与核心功能。
1800 0
一文彻底搞清楚常见的IC封装
|
11月前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 C++
TSMamba:基于Mamba架构的高效时间序列预测基础模型
TSMamba通过其创新的架构设计和训练策略,成功解决了传统时间序列预测模型面临的多个关键问题。
804 4
TSMamba:基于Mamba架构的高效时间序列预测基础模型
|
12月前
|
存储 Serverless API
打造你的专属语音助手,基于函数计算托管 CosyVoice 语音模型
今天分享一下,基于阿里云函数计算 FC 以及 CAP(云应用开发平台),极速托管专属的 CosyVoice 应用。并且我们提供了 API 调用方案以及镜像构建源码方便您根据自己的业务任意 DIY。
977 11
|
存储 机器学习/深度学习 算法
Adam-mini:内存占用减半,性能更优的深度学习优化器
论文提出一种新的优化器Adam-mini,在不牺牲性能的情况下减少Adam优化器的内存占用。
434 10
Adam-mini:内存占用减半,性能更优的深度学习优化器
|
11月前
|
关系型数据库 MySQL 索引
MySQL的group by与count(), *字段使用问题
正确使用 `GROUP BY`和 `COUNT()`函数是进行数据聚合查询的基础。通过理解它们的用法和常见问题,可以有效避免查询错误和性能问题。无论是在单列分组、多列分组还是结合其他聚合函数的场景中,掌握这些技巧和注意事项都能大大提升数据查询和分析的效率。
953 0
|
12月前
|
应用服务中间件 Apache Windows
免安装版的Tomcat注册为windows服务
免安装版的Tomcat注册为windows服务
333 3
|
12月前
|
存储 Kubernetes 监控
深度解析Kubernetes在微服务架构中的应用与优化
【10月更文挑战第18天】深度解析Kubernetes在微服务架构中的应用与优化
417 0
|
12月前
|
JavaScript 前端开发 开发者
原型链深入解析:JavaScript中的核心机制
【10月更文挑战第13天】原型链深入解析:JavaScript中的核心机制
271 0
|
SQL 关系型数据库 MySQL
qt登录界面简单制作,是真的保姆级别了!!!
qt登录界面简单制作,是真的保姆级别了!!!