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本节前言

在之前的几个章节里面，我讲解了位运算中的基本运算类型。它们分别是按位与，按位或，按位取反，按位异或。这四种，算是几个基本的类型了。

从本节开始，我们要来讲解位运算中的最后一个部分，移位运算。

移位运算，在汇编语言里面，它包含的内容更为丰富。包括，逻辑左移，逻辑右移，算术左移，算术右移，循环左移，循环右移等等。其中呢，循环左移可以分为两种指令，循环右移也可以分为两种指令。

关于循环移位，这个，我们在本专栏里面，不予以展开。以后呢，我去开设汇编语言专栏的时候，我会去讲解循环移位的指令的。

而在本专栏里面，我们要去讲解的，是逻辑移位和算术移位。

逻辑移位比较简单，算术移位其实也很简单。但是呢，问题是，当我们用 C/C++ 的移位运算符【<<】和【>>】来执行程序指令的时候，它就显得有些复杂了。

复杂在哪儿呢？我们讲右移的时候，大家就会知道了。

本节，我们来讲解逻辑左移和算术左移。

一.    左移

逻辑左移和算术左移的执行效果，对于高级语言来讲是一样的。在本专栏里面，我们是在高级语言的层面讨论位运算，所以，我们将逻辑左移和算术左移，统称为左移。

由于执行效果一样，所以，在这里，我仅以左移为术语，来讲解逻辑左移和算术左移的知识。

左移，它是说，让某一个操作数里面的各个二进制位上的数，向高位移动若干个位。

在 C/C++ 里面，左移运算符为【<<】，不论是逻辑左移还是算术左移，它都是这个运算符。

我们来看一下这个运算的语法格式。

格式：左操作数 << 右操作数;

效果：左操作数的各个二进制位上的数，向左移动 [右操作数] 个数位。右边的空出的数位补 0，左边移出的数位，在高级语言层面，可以认为是被丢掉了。

注意事项：

• 移位操作可能引发数据溢出或精度丢失，需谨慎使用

• 在移位运算中，移动的位数 没有固定值 ，但实际操作中存在一些规则和限制。比如说，一般会有位数范围限制。移动位数 n 必须满足 0 ≤ n < 数据类型位数。例如，对于32位整数类型（如 int），有效移位范围是 0 ≤ n < 32。尝试移出所有位（如 n << 32）或负数位（如 n << -1）会导致未定义行为或运行时错误。

• 本专栏里面，不讨论大于或等于数据类型位数的移位操作。想了解大于或等于数据类型位数的移位操作，请自行查阅资料。因为，这一块，我也不太懂。遇到了再说吧。在我的经验中，Linux 内核里面存在着移动位数超越数据类型位数的情况，以后遇到了再说。当前阶段里，我们仅仅研究移位的位数小于数据类型位数的情况。

接下来，我们把来看一个案例。

char ch01;
int num01, num02, num03;
char res01, res02, res03;

ch01 = 0x03;
num01 = 1;
num03 = 3;
num03 = 7;

res01 = ch01 << num01;
res02 = ch01 << num02;
res03 = ch01 << num03;

ch01 的值是 0x03，转换为二进制，它是 0000 0011 。

关于进制转换的知识，大家可以参考一下三个链接。

计算机基础：二进制基础03，二进制数的位基和位权

计算机基础：二进制基础04，十进整制数转化为二进制整数-CSDN博客

计算机基础：二进制基础13，十六进制与二进制的相互转换-CSDN博客

我们接着看代码。

res01 的运算，它是让 ch01 左移 1 位，结果为 0000 0110 。其十六进制形式为 0x06，对应的十进制值为 6 。

res02的运算，它是让 ch01 左移 3 位，结果为 0001 1000 。其十六进制形式为 0x18，对应的十进制值为 24 。

res03的运算，它是让 ch01 左移 7 位，结果为 1000 0000 。其十六进制形式为 0x80 。由于变量 res03 是一个有符号数，所以，补码 0x80 所对应的十进制的值，为 -128 。

这就是左移，很简单吧？

下一分节，我来讲左移的一个应用。

二.    左移的典型应用

左移的典型应用，是配合着按位与，按位或等等的基本位运算，来执行程序任务。

在本分节，我们会参考按位与，按位或，按位异或的一些个典型应用中的运算法则，如果你不熟悉，可以参考下方链接来学习。

编程基础：位运算03，按位与运算-CSDN博客

编程基础：位运算04，按位或运算-CSDN博客

编程基础：位运算05，按位异或运算-CSDN博客

我们接着往下讲。

（一）左移和按位与运算的结合

我们来看下面的案例。

short num01 = 0xFCAE;
num01 &= ~(1 << 3);

在这里，num01 的值为 0xFCAE，对应的二进制形式为 1111 1100 1010 1110 。

而程序的第二行的表达式用到了取反相与。取反相与，我们在讲解按位与运算的时候，我们说过了，它的法则是，0 位保留，1 位清零。

在第 2 行代码里，将 1 左移 3 位。1 转换为二进制形式的时候，它肯定会是处于位 0 这个数位上面的。将位 0 的 1 左移 3 位，它会移到位 3 上面，而其余位都是 0 。

所以，第 2 行代码的意思是，将 num01 的位 3 清零，其余位不变。

我们来推广一下，如果将第 2 行的 1 << 3 替换为 1 << 6，则执行效果就是：将 num01 的位 6 清零，而其余位保留不变。

如果将第 2 行的 1 << 3 替换为 1 << x，则执行效果就是：将 num01 的位 x 清零，而其余位保留不变。

（二）左移与按位或运算的结合

我们来看案例代码。

short num01 = 0xFCAE;
num01 |= 1 << 9;

1 << 9 。在这里，1 会被转化为二进制位 0 中的 1，左移 9 位以后，位 9 为 1，其余位都是 0 。

而之前在学习按位或运算的时候，我们了解到，位或的一个运算规律是，0 位保留，1 位置 1 。

它的意思，就是令 num01 的位 9 置 1，其余位不动。

（三）左移与按位异或运算的结合

short num01 = 0xFCAE;
num01 ^= 1 << 3;

1 << 3 。在这里，1 会被转化为二进制位 0 中的 1，左移 3 位以后，位 3 为 1，其余位都是 0 。

而之前在学习按位异或运算的时候，我们了解到，按位异或的一个运算规律是，0 位保留，1 位置取反 。

它的意思，就是令 num01 的位 3 取反，其余位不动。

结束语

左移的知识，我认为是不难的。

希望大家能够学好左移的知识。

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