在 C 中实现逻辑右移

Question

我正在使用 C 语言中的逻辑右移函数，只使用位运算符。这是我所拥有的：

int logical_right_shift(int x, int n)
{
    int size = sizeof(int); // size of int

    // arithmetic shifts to create logical shift, return 1 for true
    return (x >> n) & ~(((x >> (size << 3) - 1) << (size << 3) -1)) >> (n-1);
}

这实际上适用于所有情况，但 n = 0 除外。我一直在试图找出一种修复它的方法，以便它也适用于 n = 0，但我被卡住了。

Answer 1

int lsr(int x, int n)
{
  return (int)((unsigned int)x >> n);
}

Answer 2

这是你需要的：

int logical_right_shift(int x, int n)
{
    int size = sizeof(int) * 8; // usually sizeof(int) is 4 bytes (32 bits)
    return (x >> n) & ~(((0x1 << size) >> n) << 1);
}

解释

x >> n 向右移动 n bits。但是，如果x 为负数，则符号位（最左边的位）将被复制到其右侧，例如：

假设这里的每个 int 都是 32 位，让
x　　　　 =　-2147483648　(10000000 00000000 00000000 00000000)，然后
x　>>　1　=　-1073741824　(11000000 00000000 00000000 00000000)
x　>>　2　=　-536870912　 (11100000 00000000 00000000 00000000)
等等。

因此，当 n 为负数时，我们需要删除那些符号额外的符号位。

在这里假设n = 5：

0x1 << size 将1 移动到最左边的位置：

(10000000 00000000 00000000 00000000)

((0x1 << size) >> n) << 1 将 1 复制到其 n-1 邻居：

(11111000 00000000 00000000 00000000)

~((0x1 << size) >> n) << 1! 反转所有位：

(00000111 11111111 11111111 11111111)

所以我们最终获得了一个掩码来从x >> n 中提取真正需要的内容：

(x >> n) & ~(((0x1 << size) >> n) << 1)

& 操作可以解决问题。

并且这个函数的总成本是6操作。

Answer 3

只需将您的int 存储在unsigned int 中，然后对其执行>>。

（如果使用 unsigned int，则符号不会扩展或保留）

http://en.wikipedia.org/wiki/Logical_shift

Answer 4

我认为问题出在您的“>> (n-1)” 部分。如果 n 为 0，则左侧部分将移动 -1。 所以，这是我的解决方案

int logical_right_shift(int x, int n)
{
  int mask = ~(-1 << n) << (32 - n);
  return  ~mask & ( (x >> n) | mask); 
}

Answer 5

源自php's implementation of logical right shifting

function logical_right_shift( i , shift ) {

    if( i & 2147483648 ) {
        return ( i >> shift ) ^ ( 2147483648 >> ( shift - 1 ) );
    }

    return i >> shift;
}

仅适用于 32 位平台。

Answer 6

与@Ignacio 的评论一样，我不知道您为什么要这样做（而不是像其他答案那样只对unsigned 进行强制转换），但是呢（假设二进制补码和二进制）有符号的移位是算术的）：

(x >> n) + ((1 << (sizeof(int) * CHAR_BIT - n - 1)) << 1)

或：

(x >> n) ^ ((INT_MIN >> n) << 1)

Answer 7

Milnex 的答案很棒，并且有一个很棒的解释，但不幸的是，由于总大小的变化，实施失败了。这是一个工作版本：

int logicalShift(int x, int n) {
  int totalBitsMinusOne = (sizeof(int) * 8) - 1; // usually sizeof(int) is 4 bytes (32 bits)
  return (x >> n) & ~(((0x1 << totalBitsMinusOne) >> n) << 1);
}

要将 1 作为最高有效位，其他位置全为零，我们需要将 0x1 移动 number of bits - 1。我正在提交自己的答案，因为我对已接受答案的编辑以某种方式被拒绝了。

Answer 8

int logicalShift(int x, int n) {
  int mask = x>>31<<31>>(n)<<1;
  return mask^(x>>n);
}

仅适用于 32 位