"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。