Arduino:Справочник языка Arduino/Побитовые операторы/Операторы побитового сдвига влево и вправо

Содержание

Знакомство с Arduino

Продукты

Основы

Справочник языка Arduino

Примеры

Библиотеки

Хакинг

Изменения

Сравнение языков Arduino и Processing

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

Операторы побитового сдвига влево (<<) и вправо (>>)

В языке C++ имеется два оператора для побитового сдвига: «<<» (для сдвига влево) и «>>» (для сдвига вправо). Эти операторы заставляют биты из левого операнда сдвинуться влево или вправо на количество позиций, указанных в правом операнде.

Более подробно о побитовых расчетах можно прочесть тут.

Синтаксис

переменная << количество_битов
переменная >> количество_битов

Параметры

переменная (байт, целое, длинное целое), количество_битов (целое <= 32)

Пример

int a = 5;        // в бинарном виде: 0000000000000101
int b = a << 3;   // в бинарном виде: 0000000000101000, или 40 в десятичном
int c = b >> 3;   // в бинарном виде: 0000000000000101, т.е. возврат к 5, с чего мы и начинали

Когда вы смещаете значение X на Y битов влево (X<<Y), то левые биты этого значения теряются, а точнее — вовсе перестают существовать.

int a = 5;        // в бинарном виде: 0000000000000101
int b = a << 14;  // в бинарном виде: 0100000000000000 – первая единица в «101», по сути, просто исчезает

В общем, работая с этими операторами, имеет смысл внимательней следить за тем, не исчезают ли нужные биты в небытие.

Кроме того, об этом операторе проще всего думать как об инструменте для возведения во вторую степень. Другими словами, смещение битов влево позволяет возводить исходное значение (в десятичном выражении) в степень двух.

Например, можно задействовать такие выражения:

1 <<  0  ==    1
1 <<  1  ==    2
1 <<  2  ==    4
1 <<  3  ==    8
...
1 <<  8  ==  256
1 <<  9  ==  512
1 << 10  == 1024
...

Когда вы смещаете значение X на Y битов вправо (X>>Y), и самым первым битом является «1», то результат зависит от того, какому типу данных соответствует значение X. Если X – это целое число, то первый бит будет знаковым битом, который будет определять, будет ли X значением с отрицательным числом или нет. В этом случае знаковый бит (по никому не ведомым причинам, корни которых затерялись где-то в далеком программистском прошлом) копируется в оставшиеся биты:

int x = -16;     // в бинарном виде: 1111111111110000
int y = x >> 3;  // в бинарном виде: 1111111111111110

Эта особенность, именуемая «знаковым расширением», зачастую бывает вовсе не нужна — например, в случаях, когда вы хотите, чтобы слева появлялись не нули, а единицы. Тут необходимо воспользоваться приведением типов данных и с его помощью сделать X беззнаковым целым числом, поскольку на него это знаковое расширение не действует. В результате слева будут появляться биты, скопированные справа:

int x = -16;                   // в бинарном виде: 1111111111110000
int y = (unsigned int)x >> 3;  // в бинарном виде: 0001111111111110

Если вам удалось избежать исчезновения нужных битов, то имейте в виду, что оператор «>>» можно использовать еще и как средство для низведения во вторую степень:

int x = 1000;
int y = x >> 3;   // делим целое число на 8, тем самым получая y = 125