C++课程讲解：何洁月位运算与移位操作

"位运算——移位-东南大学C++课件（何洁月）" 本文将深入探讨C++中的位运算，特别是移位操作。在C++编程中，位运算是一种底层操作，允许我们直接对变量的二进制位进行处理。移位运算在处理位模式、计算以及优化代码时非常有用。 ### 左移运算（<<） 左移运算符（<<）将一个数的所有位向左移动指定的位数。在左移过程中，高位会被丢弃，而低位则用0填充。例如，如果有一个二进制数1010（十进制为10），将其左移一位，就会变成101000（十进制为20）。这种操作等同于乘以2的位移次数幂，即10 << 1 = 10 * 2^1 = 20。 ### 右移运算（>>） 右移运算符（>>）将一个数的所有位向右移动。右移分为两种情况： - 无符号右移（>>）：在这种情况下，无论原数值的符号如何，所有位都向右移动，低位被舍弃，高位用0填充。例如，1010 >> 1 = 0101（十进制为5）。 - 有符号右移（>>>）：对于有符号整数，右移时高位会用符号位复制，保持原有的正负性。如果原数是负数，则高位填充1；如果是正数，则填充0。例如，假设在32位系统中，-10的二进制表示为11111111 11111111 11111111 11111101，右移一位后，高位仍保留符号位1，变为11111111 11111111 11111111 11111110（十进制为-5）。 ### 示例代码 在C++中，我们可以这样使用移位运算： ```cpp int num = 10; // 二进制为 1010 num <<= 1; // 左移一位，结果为 101000 (二进制)，十进制为 20 num >>= 1; // 如果是无符号右移，结果为 0101 (二进制)，十进制为 5 ``` ### 在C++课程中的地位 在东南大学的C++课程中，位运算和移位操作作为程序设计的基础部分被介绍。课程旨在建立学生对计算机程序设计的基本概念和方法的理解，以及C++语言的基本语法和语义。课程涵盖了面向对象编程的基础，包括类、对象、构造函数、析构函数、函数模板等，这些都是C++的核心概念。通过学习这些内容，学生能够逐步提高编程和调试技能，并为后续更高级的课程打下坚实的基础。 ### 学习目标 1. 理解并掌握基本的计算机程序设计概念和方法。 2. 掌握C++语言的基本语法和语义，理解面向对象编程思想。 3. 提升编程和调试程序的能力。 ### 课程结构 - 第一章：概述，包括计算机程序设计语言的发展、面向对象的方法等。 - 第二章：C++简单程序设计，如基本数据类型、表达式、输入输出、控制结构等。 - 第三章：函数，涉及函数的定义、使用、内联函数、函数重载、函数模板等。 - 第四章：类与对象，涵盖面向对象编程的核心概念。 - 第五章及以上章节：继续深入探讨C++的高级特性。 通过这样的课程设置，学生将全面理解C++的位运算以及移位操作，并能在实践中灵活运用。