C Academy · Урок

Сдвиги

Сдвиг влево и вправо

«Сдвиги» — бесплатный урок C Academy на CoddyKit. Это урок 2 из 4. Ты можешь прочитать весь урок бесплатно ниже — а потом практиковать его прямо в браузере с встроенным редактором кода и ИИ-репетитором 24/7. Это часть пути обучения C Academy, и твой прогресс синхронизируется между веб-версией и приложением CoddyKit. Курс C Academy содержит 4 уроков всего.

Сдвиг битов

Операторы сдвига перемещают все биты целого числа влево или вправо на заданное количество позиций.

Сдвиг влево обозначается как <<, а сдвиг вправо — как >>.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned x = 1;
    printf("1 << 3 = %u\n", x << 3);
    return 0;
}

Сдвиг влево умножает

Сдвиг влево на n позиций умножает беззнаковое значение на 2 в степени n.

1 << 3 равно 8, а 5 << 1 равно 10.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("5 << 1 = %u\n", 5u << 1);
    printf("3 << 4 = %u\n", 3u << 4);
    return 0;
}

Сдвиг вправо делит

Сдвиг вправо на n позиций делит беззнаковое значение на 2 в степени n, отбрасывая биты, вышедшие за правый край.

20 >> 2 равно 5.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("20 >> 2 = %u\n", 20u >> 2);
    printf("7 >> 1 = %u\n", 7u >> 1);
    return 0;
}

Степени двойки

Сдвиг 1 влево — самый быстрый способ получить степени двойки.

1 << n — это n-я степень двойки.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    for (int n = 0; n < 6; n++) {
        printf("2^%d = %u\n", n, 1u << n);
    }
    return 0;
}

Визуализация сдвига

Вывод битов до и после операции показывает, как перемещается их последовательность.

#include <stdio.h>

void print_bits(unsigned char v) {
    for (int i = 7; i >= 0; i--) putchar((v >> i) & 1 ? '1' : '0');
    putchar('\n');
}

int main(void) {
    unsigned char v = 0b00000110;
    print_bits(v);
    print_bits(v << 2);
    return 0;
}

Извлечение бита

Чтобы прочитать бит с номером i, сдвиньте значение вправо на i позиций и примените маску 1.

Результат равен 0 или 1.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned v = 0b10110;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("bit %d = %u\n", i, (v >> i) & 1);
    }
    return 0;
}

Построение значения по битам

Можно собрать число, сдвигая биты на нужные позиции и объединяя их с помощью OR.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned v = 0;
    v |= (1u << 0);
    v |= (1u << 2);
    v |= (1u << 4);
    printf("v = %u\n", v);
    return 0;
}

Предупреждение о сдвиге отрицательных чисел вправо

Поведение при сдвиге отрицательного знакового целого числа вправо определяется реализацией: знаковый бит может копироваться.

Для предсказуемых побитовых операций предпочтительнее использовать типы unsigned.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int s = -8;
    printf("-8 >> 1 = %d (implementation-defined)\n", s >> 1);
    unsigned u = 8;
    printf("8u >> 1 = %u\n", u >> 1);
    return 0;
}

Избегайте чрезмерного сдвига

Сдвиг на величину, большую или равную разрядности типа, приводит к неопределённому поведению.

Сдвигать 32-битное значение на 32 разряда или больше нельзя.

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void) {
    printf("unsigned has %zu bits\n", sizeof(unsigned) * CHAR_BIT);
    printf("Safe shift 1u << 31 = %u\n", 1u << 31);
    return 0;
}

Сочетание сдвига и маски

С помощью сдвига и маски вместе можно извлечь поле из нескольких битов. Здесь мы извлекаем средние 4 бита из байта.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned v = 0b11010110;
    unsigned field = (v >> 2) & 0b1111;
    printf("field = %u\n", field);
    return 0;
}

Быстрое умножение и сложение

Сочетание сдвигов позволяет быстро умножать на константы. Умножение на 10 равносильно сдвигу на 3 разряда (умножению на 8) и сдвигу на 1 разряд (умножению на 2).

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned x = 7;
    unsigned times10 = (x << 3) + (x << 1);
    printf("7 * 10 = %u\n", times10);
    return 0;
}

Быстрая проверка

Проверьте свои знания о сдвигах.

Повторение

Вы узнали об операторах сдвига:

<< сдвигает влево и умножает на степени двойки.
>> сдвигает вправо и делит на степени двойки.
(v >> i) & 1 извлекает один бит.
Используйте unsigned для предсказуемых сдвигов и никогда не сдвигайте на количество разрядов типа или больше.

Часто задаваемые вопросы

Урок «Сдвиги» бесплатный?

Да — полный текст урока «Сдвиги» бесплатно доступен здесь в веб-версии. Чтобы практиковать его интерактивно (встроенный редактор кода и ИИ-репетитор 24/7) и разблокировать остальной курс C Academy, подпишись на CoddyKit PRO. Курс C Academy содержит 4 уроков всего.

Чему я научусь в уроке «Сдвиги»?

Сдвиг влево и вправо Ты практикуешь C Academy с помощью реального кода, который запускаешь прямо в браузере, и ИИ-репетитор 24/7 отвечает на твои вопросы во время урока.

Нужен ли мне опыт, чтобы начать C Academy?

Предыдущий опыт не требуется. C Academy на CoddyKit структурирован для всех уровней — от новичков до продвинутых, поэтому ты можешь начать отсюда или с самого начала и учиться в своем темпе. Это урок 2 из 4.

Сколько времени занимает урок «Сдвиги»?

Большинство уроков CoddyKit занимают около 5–10 минут. Каждый из них компактный и интерактивный, поэтому ты постоянно делаешь прогресс и продолжаешь с того же места в веб-версии и приложении.

Можно ли писать и запускать код в этом уроке C Academy?

Да. Каждый урок C Academy включает встроенный редактор кода, поэтому ты пишешь и запускаешь реальный код прямо в браузере и получаешь моментальную обратную связь от AI — локальная установка не требуется.

Все уроки этого курса

← Назад к C Academy