C语言左移和右移

事情的发生:

某日工作中有个需求是将不同的数值存到char的前4位和后4位中。

恰好同事中有同样取得32位int的前8位当成一个数值的代码:

//取得32位中的高八位组成的值
#define U32_HIGH_8(val)     ((val >> 24) & 0X000000FF)

好奇心就来了,在右移24位以后是否还有必要再与上(&)0x000000FF将高位的数据彻底清零呢?

讨论:

考虑以下几个问题:

(1)

char i = 0x40; //二进制中i的表示为:0100 0000

unsighed char j = 0x40;

i <<= 1;

j <<= 1;

//问:i和j分别等于多少?

i 左移以后的二进制表示为:1000 0000,由定义的有符号char解释为:i = -128

j 左移以后的二进制表示为:1000 0000,由定义的无符号(unsigned char)解释为:i = 128

(2)

char i = 0x80;//二进制中表示为:1000 0000

char j = 0x40;//二进制中i的表示为:0100 0000
j >>= 1;

i >>= 1;

//问i和j等于多少?

i 右移以后的二进制表示为:1100 0000(右移对于负数来说符号位右移,高位补1),故i=-64

j 右移以后的二进制表示为:0010 0000(右移对于正数来说符号位右移,高位补0),故i=32

(3)

char i = -3;//二进制表示为:1111 1101    

//i << 1是多少? i >> 1是多少?

i << 1的二进制表示为:1111 1010(左移为逻辑左移高位丢弃,低位补0),由有符号数char解释为:-6

i >> 1的二进制表示为:1111 1110(右移为算术右移,对于负数来说高位补1),有有符号数char解释为:2

左移右移总结:

右移左移涉及丢弃、补0或补1,但是最终对这一串二进制解释成什么数值是通过变量的定义(是否unsigned)来决定的。

左移始终是逻辑左移,即丢弃高位,低位补0;

右移是算术右移,对于有符号数:正数右移高位补0,负数右移高位补1。对于无符号数:逻辑右移(即高位补0,低位丢弃);

结论:

那么开头的问题是:是否还有必要再与上(&)0x000000FF将高位的数据彻底清零呢?

我认为还是有必要的,因为并不知道值的类型是否是无符号数(unsigned),假如原本的32位数是普通的int类型且二进制为(1000 0000……0000 0000),那么取高8位的时候的二进制表示(1111 1111……1000 0000),那么这个数解释出来就会非常大且出错。如果是无符号数的话还算正常。

因此为了避免日后定义错类型导致的错误,还是将移位以后的二进制的高位与上(&)0,将高位彻底清0为好。

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