C Academy · 课时

移位

Q: 「移位」这节课中我会学到什么？

左移与右移 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

左移与右移

移位是 CoddyKit 上的免费 C Academy 课时。这是第 2 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 C Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C Academy 课程共包含 4 节课。

移位运算

移位运算符会将整数的所有位向左或向右移动若干个位置。

左移是 <<，右移是 >>。

#include <stdio.h>

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

左移实现乘法

向左移动 n 个位置，会将无符号值乘以 2 的 n 次方。

1 << 3 是 8，5 << 1 是 10。

#include <stdio.h>

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

右移实现除法

向右移动 n 个位置，会将无符号值除以 2 的 n 次方，并丢弃从右端移出的位。

20 >> 2 是 5。

#include <stdio.h>

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

2 的幂

将 1 左移是生成 2 的幂的最快方法。

1 << n 是 2 的 n 次方。

#include <stdio.h>

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

可视化移位

打印移位前后的位，可以显示位模式是如何移动的。

#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;
}

提取一位

要读取编号为 i 的位，请将该值右移 i 位，然后与 1 进行掩码运算。

结果是 0 或 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;
}

逐位构建值

您可以将位移到正确位置，再使用 OR 组合它们，从而拼出一个数字。

#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;
}

有符号数右移的注意事项

对负的有符号整数执行右移的结果由具体实现决定：它可能会复制符号位。

为了进行可预测的位运算，请优先使用 unsigned 类型。

#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;
}

避免移位过度

移位量大于或等于类型宽度属于未定义行为。

不允许将 32 位值移位 32 位或更多。

#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;
}

组合移位与掩码

将移位和掩码结合起来，可以提取由多个位组成的字段。这里我们从一个字节中取出中间的 4 位。

#include <stdio.h>

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

快速乘法与加法

组合使用移位可以快速地乘以常量。乘以 10 等于左移 3 位（乘以 8）再左移 1 位（乘以 2）。

#include <stdio.h>

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

快速检查

请测试您对移位的理解。

回顾

您学习了移位运算符：

<<向左移位，并乘以 2 的幂。
>>向右移位，并除以 2 的幂。
(v >> i) & 1提取单个位。
请使用unsigned进行可预测的移位，并且绝不要移位类型宽度或更多位。

常见问题解答

「移位」课时是免费的吗？

是的 — 「移位」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C Academy 课程共包含 4 节课。

「移位」这节课中我会学到什么？

左移与右移你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 2 节课，共 4 节。

「移位」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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