正负数的位运算符

Question

    -5 / 2 = -2

    -5 >> 1 = -3

我从我的老师那里学到， >>1 通过2来除以一个数。这适用于正数但不适用于负数。有人可以解释一下吗？

谢谢

- Computernerd

---

这取决于具体的实现方式。但通常会向下取整（朝负无穷方向）。 - Mysticial

这是在C语言中的移位运算符的可能重复吗？ - moooeeeep

这完全取决于数字在二进制中的表示方式，听说过补码吗？可能就是这样。http://zh.wikipedia.org/wiki/补码 - Jodrell

移位运算符将所有位向左或向右移动，因为二进制表示是基于2的，每个位代表一个连续的2的幂。 - Jodrell

你的老师告诉了你正确的事情，但是你误解了它。再次理解一下，只需进行位运算即可。 - rajesh6115

Answer 1

作为BЈовић和神秘状态所说，对负数使用位移运算符是实现定义的。这是因为C语言不区分逻辑位移和算术位移。(算术补齐最高有效位，逻辑补齐0)对于正数来说，这并不重要，因为无论是算术位移还是逻辑位移，都会将最高有效位保留为0:

算术 5>>1 0000 0000 0000 0101 = 5 变成 0000 0000 0000 0010 = 2

逻辑 5>>1 0000 0000 0000 0101 = 5 变成 0000 0000 0000 0010 = 2

然而，对于负数(2's comp)，情况就不同了：

算术 -5>>1 1111 1111 1111 1011 = -5 变成 1111 1111 1111 1101 = -3

逻辑 -5>>1 1111 1111 1111 1011 = -5 变成 0111 1111 1111 1101 = 32,765

或者至少，这是我理解的。

- Daboyzuk

---

我不了解数学和逻辑，但在C语言中，每当您使用有符号整数时，一个东西就会出现，那就是符号位复制。这是每个整数的最高有效位。 - rajesh6115

@Davoyzuk 为什么我得到的是-3而不是32765？ - Computernerd

@Lim 抱歉，我的算术 -5>>1 是错误的。1111 1111 1111 1101 是-3，而不是-2。你在原问题中得到的结果是算术位移。逻辑位移是为什么你不应该在负数上使用 >> 位移的原因。我的帖子已经被编辑以修复错误。 - Daboyzuk

Answer 2

它适用于正数，但不适用于负数。

在负整数上使用位移运算符是实现定义的。

[expr.shift]/3 告诉我们：

E1 >> E2 的值是将 E1 向右移动 E2 位。如果 E1 有无符号类型或者 E1 有带符号类型并且非负值，则结果的值是 E1/2E2 商的整数部分。如果 E1 有带符号类型并且有负值，则结果的值是实现定义的。

- BЈовић

---

错误，它是实现定义的。不是未定义的。 - Mysticial

为什么这是未定义行为？ - Computernerd

实现定义行为和未定义行为有什么区别？ - Computernerd

@Lim Undefined 意味着任何事情都可以发生。实现定义意味着编译器必须选择一种一致的行为。 - Mysticial

@BЈовић 这段话与问题（<< vs >>）无关。 - Luchian Grigore

发布的摘录与左移相关。右移是什么。E1 >> E2的结果是将E1向右移动E2位。如果E1具有无符号类型或者E1具有带符号类型和非负值，则结果的值为E1 / 2E2商的整数部分。如果E1具有带符号类型和负值，则结果的值是实现定义的。是与右移相关的部分。 - P.P

Answer 3

首先，
5的二进制表示为0000 0000 0000 0101， 那么-5呢？它的二进制表示如下：

1. 将1变为0，0变为1，得到1111 1111 1111 1010
2. 然后将该数字加1，得到1111 1111 1111 1011

现在我们得到了：-5= 1111 1111 1111 1011（以二进制补码形式表示）
因此，以下是如何计算-5>>1：

1. 将-5的每个位从左到右移动（ >> ），我们得到111 1111 1111 1101（只剩下15位）。
2. 因为-5是负数，所以我们必须在第一位填充“1”以使其成为16位。然后我们得到1111 1111 1111 1101（它仍处于2的补码形式）。
3. 现在通过将0变为1，1变为0（除了第一位，因为它定义了2的补码中的负数），然后加上“1”来将其转换为正常的二进制形式。所以我们得到1000 0000 0000 0011 = -3。

- SKRUY

Answer 4

我从老师那里学到， >>1 可以将数字除以2。

它不是将整数除以二，而是根据值执行（根据情况）一个 逻辑 或 算术右移 一位操作。在某些情况下，它恰好相当于除以二的运算。

它对正数有效，但对负数无效。它的确会在两种情况下工作，但其确切行为并非由标准规定，而是由实现定义。通常它会将结果除以二并向负无穷截断，与普通的除法向零的方式不同。

供参考：

• http://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_arithmetic

- moooeeeep

Answer 5

我猜-5>>1的答案是-3。

对于正数，比如5，除以2得到2.5，四舍五入到最接近的小整数即为2。

但是当我们考虑负数-5时，除以2得到-2.5。将其四舍五入到最接近的整数即为-3。

- Tanu Saxena

Answer 6

在 C 语言中，右移操作符会保留符号位。因此，将带符号的位向右移动并再次保留符号位会得到一个负数，该负数以二进制补码形式表示。

- prakash kumar

---

这并不是100%正确的，编译器可以自由选择算术运算（保留符号位）或逻辑运算（不保留符号位），只要它选择一种并坚持使用；有符号类型的右移是实现定义的。 - Dennis Meng

Answer 7

我认为答案是正确的。因为“/”（除法）运算符会生成商（除法的结果）。

在你的问题中：

-5/2 = -3(quotient) and 1(remainder ). 

所以这对于正数和负数都可以。

正数：

5/2 = 2(quotient) and 1(remainder ). 

所以对于正数来说是没问题的。

注意

余数永远不会是负数。它总是正数。

- rajesh6115