c中的循环移位答案

【问题标题】：Circular shift in cc中的循环移位
【发布时间】：2012-11-08 12:48:53
【问题描述】：

以下代码是如何工作的，变量是什么意思：

y = (x << shift) | (x >> (sizeof(x)*CHAR_BIT - shift));

我在一篇循环移位文章中找到，但没有解释它是如何工作的。

【问题讨论】：

标签： c

【解决方案1】：

这是一种进行循环移位的方法。假设x 是 8 位。

+----+----+----+----+----+----+----+----+ | x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 | +----+----+----+----+----+----+----+----+

然后，将其左移 3 得到：

+----+----+----+----+----+----+----+----+ | x4 x5 x6 x7 x8 0 0 0 | +----+----+----+----+----+----+----+----+

现在，CHAR_BIT*sizeof(x) 与 x 的宽度相同，单位为 8。因此将 x 向右移动 8 - 3 得到：

+----+----+----+----+----+----+----+----+ | 0 0 0 0 0 x1 x2 x3 | +----+----+----+----+----+----+----+----+

然后采用 OR 你得到：

+----+----+----+----+----+----+----+----+ | x4 x5 x6 x7 x8 x1 x2 x3 | +----+----+----+----+----+----+----+----+

这在技术上是不可移植的，因为移位等于类型宽度的量是不可移植的——所以如果 shift 是 8，那么左移是错误的，如果 shift 是 0，那么正确的转变是错误的。但是，这实际上适用于按类型宽度移动时的所有三种常见行为。（实际上，移位量会减少一些模 - 类型的位宽或更大的数字。）

之所以称为循环移位或“旋转”，是因为从左侧移出的位会在右侧移回。

复杂的编译器实际上会将代码编译为硬件旋转指令。

【讨论】：

+1，但 8 不是一个很好的例子，说明它是未定义的移位量，因为按照通常的算术转换，移位的类型至少是（有符号或无符号）int，并且int 至少为 16 位。
很好的解释，但是我在进行按位左移时遇到了问题。编译器似乎采用 32 位一组的位，但在进行循环左移时我只需要处理 8 位。这意味着1111 0000 向左移动 1 时应该给出1110 0001 而不是编译器现在给出的1111 00000。你能帮忙吗？

【解决方案2】：

CHAR_BIT 是每个字节的位数，应始终为 8。

shift 是您希望以循环方式向左移动的位数，因此向左移出的位会在右侧返回。

     1110 0000 << 2 results in:
     1000 0011

示例代码：

   y = (x << 2) | (x >> (8 - 2));

【讨论】：

如果我想用 1111101010 之前的 10 位比特流对数字进行循环移位，那么 CHAR_BIT 是 10 还是我错了？
CHAR_BIT 对于您将在 21 世纪使用的任何健全的架构来说始终为 8 :-)
@PascalCuoq x >> 8 - 2 被解析为 x >> (8 - 2) 并带有警告：运算符 '>>' 的优先级低于 '-'； '-' 将首先被评估 [-Wshift-op-括号]
@fujianjin6471 确实。我已经删除了我的评论，但我会说括号也保留在答案中，看看那些不太熟悉 C 的人会如何感到困惑。

【解决方案3】：

(x << shift)

将其向左“移位”位数，返回移出的位

(x >> (sizeof(x)*CHAR_BIT - shift));

为容纳这些位腾出空间

CHAR_BIT 是 char 中的位数，所以大部分是 8。在 C 中，您不是一次处理一位，而是至少处理 char 位数。这就是你得到的粒度。

一般来说，

对于一个字符，当你进行位旋转时，你会在一个 8 位字段（1 个字节）上进行

对于一个 int，当你做一个旋转时，你会在一个 32 位字段（4 个字节）上做它

8 位示例：

x = 11010101
shift = 2

x << (shift) = 01010100 //shifted left by 2 bits

= x >> ((1 * CHAR_BIT) - shift)
= x >> (6) 
= 00000011 //shifted right by 6bits

OR这些按位给予

01010100 //x << 2
00000011 //x >> 6
________
01010111

即循环移位2位的值

【讨论】：

我有一个问题：当我对 10101 使用
@user1809300 这是因为 8 位粒度。 10101 是 00010101。上面的例子并不直接适用于 C。它只是说明了它是如何工作的。在 C/C++ 中，您将一次处理 8 位字符。
@user1809300 我不明白。您提供了哪些意见，结果又是什么？
结果是 84 insead of 20
@user1809300 x 是？另外，请参见上面的更新示例。我做了8位。以前太混乱了。

【解决方案4】：

这仅适用于无符号类型。在有符号负数的情况下，最左边的位将被右移运算符（“>>”）的最高有效位（带 1-s）的值替换

我会这样写：

y = (x << shift) | ( (x >> (sizeof(x)*CHAR_BIT - shift)) & (0x7F >> (sizeof(x)*CHAR_BIT - shift) );

在“|”之前运算符我们确实确认前 n 位（ n = sizeof(x)*CHAR_BIT - shift）被归零。我们还假设 x 很短（2 字节长）。所以，它也是依赖于类型的。

【讨论】：

关于无符号类型的好警告！