位移的目的是什么

What is the purpose of bit shifting?

本文关键字：是什么      更新时间：2023-10-16

我在代码中遇到了以下几行

unsigned char A = 0xB9;
unsigned char B = 0x91;
unsigned char C = A << 3; // shift bits in A three bits to the left.
unsigned char D = B >> 2; // shift bits in B two bits to the right.

我知道它是位移，但它有什么用途，什么时候应该使用它？

主要用途是当您根据特定位定义较大项目的某些部分时。

举一个明显的例子，考虑一个保存颜色的 32 位数字——红色、绿色和蓝色各 8 位，另外 8 位表示 alpha（表示这种颜色/像素应该有多透明）。在十六进制中，数字如下所示：

AARRGGBB

（即，每个组件的两位数或 8 位）。

我们可以把这样的东西分解成这样的组件，如下所示：

red = color & 0xff;
green = (color >> 8) & 0xff;
blue = (color >> 16) & 0xff;
alpha = (color >> 24) & 0xff;

相反，我们可以将组件放在一起：

color = (alpha << 24) | (blue << 16) | (green << 8) | red;

在处理硬件时，您通常也会像这样进行位微调。例如，您可能有一个 16 位寄存器，它将 5 位专用于一个事物，另外 2 位专用于其他事物，6 位专用于第三个事物，依此类推。当你/如果你想改变其中一个时，你可以像上面的颜色示例一样：隔离代表一个字段的位，根据需要进行修改，然后将它们与其他位重新放在一起。

另一个（非常不相关的）应用程序是哈希之类的东西。在这里，我们通常没有这样的字段，但我们希望输入的一些字节产生单个输出，输出的所有位至少在某种程度上受到输入字节的影响。为了实现这一点，大多数最终都会移动位，因此输入的每个字节至少有一些机会影响结果的不同部分。

我想补充一点，尽管相当多的旧代码使用位移来优化乘法或除法 2 的幂，但这通常是浪费现代硬件和编译器的时间。您将在现有代码中看到它，并且应该了解它试图实现的目标 - 但不要试图模仿它的示例。

一个例子是（单色）位图，其中每个像素由一个位表示。假设你有一个圆圈

........
...oo...
..O..O..
.O....O.
.O....O.
..O..O..
...oo...
........

其中.由 0 位表示，O由 1 位表示，因此第二行由二进制 00011000 或十进制 24 表示。现在，如果要将圆向右移动 1 个像素，您要做的是将其表示中的位向右移动 1 位。

........
....oo..
...O..O.
..O....O
..O....O
...O..O.
....oo..
........

因此，第二行现在在移位后00001100（或十进制 12）。

位移有几个用途

    乘
  • 法或除以 2 的幂
  • 检查是否设置了最高或最低有效位（MSB 或 LSB），方法是在左移 [右] 后查找溢出 [或下溢]。
  • 弱加密形式。不。

位移或位模式用于压缩文件。有些人也使用它进行加密。

一种用途是除法或乘以 2 的整数幂。

移位有很多用途。 这里可以解释得非常现实。 一个很好的例子是在组装代码时将值移动到正确的位置。 同样，左移 1 与将值乘以 2 相同，只是速度要快得多。 同样，右移与除以 2 相同。

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