对一个程序的思考3（移位操作之移动负数位）

在c 中左移也就是所说的逻辑移位，右端补0，

而右移是算数移位，左端补齐的是最高位的符号位。（有的编译器可能右移也是逻辑移位，但道理是一样的），这里以右移部符号位为准。

故负数左移，有可能变成正数，但负数右移，肯定还是负数。

/**********************************************************************
 * yiwei.cpp
 *Compiler: GCC,VS,VC6.0  win32
 *Author:WK
 * Last Update:  Sun 29 March 2015 10:21:44 AM CST
 ************************************************************************/
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{   

    int i = -9,j=9;
    printf("-9存储形式： %d %x\n", i, i);
    printf(" 9存储形式：  %d %x\n", j, j); 

	int i1 = i >> 3;int i2=i<<3;
    printf("-9右移3位:   %d %x\n", i1, i1);
	printf("-9左移3位:   %d %x\n", i2, i2);
	int j1=j >> 3;  int j2=j<<3;
    printf(" 9右移3位:    %d %x\n", j1, j1);
	printf(" 9左移3位:    %d %x\n", j2, j2);

	int i3 = i >> 33;int i4=i<<33;
    printf("-9右移33位:   %d %x\n", i3, i3);
	printf("-9左移33位:   %d %x\n", i4, i4);
	int j3=j >> 33;  int j4=j<<33;
    printf(" 9右移33位:    %d %x\n", j3, j3);
	printf(" 9左移33位:    %d %x\n", j4, j4);

	int i5 = i >> -3;int i6=i<<-3;
    printf("-9右移-3位:   %d %x\n", i5, i5);
	printf("-9左移-3位:   %d %x\n", i6, i6);
	int j5=j >> -3;  int j6=j<<-3;
    printf(" 9右移-3位:    %d %x\n", j5, j5);
	printf(" 9左移-3位:    %d %x\n", j6, j6);

	int i7 = i >> -33;int i8=i<<-33;
    printf("-9右移-33位:   %d %x\n", i7, i7);
	printf("-9左移-33位:   %d %x\n", i8, i8);
	int j7=j >> -33;  int j8=j<<-33;
    printf(" 9右移-33位:    %d %x\n", j7, j7);
	printf(" 9左移-33位:    %d %x\n", j8, j8);

    return 0;
}

运行结果是：

首先，我在这里给出的极端数字有在int 只有32位的情况下移动33位和-33,我没有给出移动3000位移动-3000位或个多，因为我认为这个移动33位和-33位已经足够代表这种情况，下来我们就分析一下结果的原因

我开始猜测编译器中右 i=n%32 程序会将大数字转化在32位平台的32位可移动范围内（我们这里的移动在int 所能表示的范围内）

于是进行了以下测试：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{   

    int i = -9;
    printf("-9存储形式： %d %x\n", i, i);
	printf("\n\n");

	int i3 = i >> 33;int i4=i>>1;
    printf("-9右移33位:   %d %x\n", i3, i3);
	printf("-9右移1 位:   %d %x\n", i4, i4);
	printf("\n\n");

	int i5 = i >> -1;
	//-1的补码形式：11111111 111111111 11111111 11111111
	int i6=i>>63;//63二进制：00000000 00000000 00000000 00011111
	int i7=i>>31;
    printf("-9右移-1位:   %d %x\n", i5, i5);
	printf("-9右移63位:   %d %x\n", i6, i6);
	printf("-9右移31位:   %d %x\n", i7, i7);
	printf("\n\n");

	int i8 = i >> -33;//-33补码存储：11111111 11111111 11111111 11011111
	int i9 = i >> -1;
	int i10= i >> 63;
    printf("-9右移-33位:   %d %x\n", i9, i9);
	printf("-9左移-1 位:   %d %x\n", i9, i9);
	printf("-9左移63 位:   %d %x\n", i10, i10);

    return 0;
}

结果如下：

又进行了测试：

/**********************************************************************
 * yiwei.cpp
 *Compiler: GCC,VS,VC6.0
 *Author:WK
 ************************************************************************/
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{   

    int i = 9;
    printf("9存储形式： %d %x\n", i, i);
	printf("\n\n");

	int i3 = i >> 33;int i4=i>>1;
    printf("9右移33位:   %d %x\n", i3, i3);
	printf("9右移1 位:   %d %x\n", i4, i4);
	printf("\n\n");

	int i5 = i >> -1;
	//-1的补码形式：11111111 111111111 11111111 11111111
	int i6=i>>63;//63二进制：00000000 00000000 00000000 00011111
	int i7=i>>31;
    printf("9右移-1位:   %d %x\n", i5, i5);
	printf("9右移63位:   %d %x\n", i6, i6);
	printf("9右移31位:   %d %x\n", i7, i7);
	printf("\n\n");

	int i8 = i >> -33;//-33补码存储：11111111 11111111 11111111 11011111
	int i9 = i >> -1;
	int i10= i >> 63;
    printf("9右移-33位:   %d %x\n", i9, i9);
	printf("9左移-1 位:   %d %x\n", i9, i9);
	printf("9左移63 位:   %d %x\n", i10, i10);

    return 0;
}

于是我进行了如下分析：

于是我得出了一个结论： 1.当所要移动的位数（左移右边补零，右移左边补符号位）在0----32位时候就进行正常的移位，因为在int 型小于32位不会超出位数范围

2.当所要移动的位数大于32时候就进行取余32 就会转化为小于32位的数字，进行移位

3.当要移动的位数是负数的时候，就取负数补码（因为负数是在内存中以补码形式存储的）的后边5位（在32位平台上取5位，64位平台上边取6位，具体原因请参考汇编代码和计算机组成原理相关知识，我不多解释），后边5位二进制按无符号解析，如果大于32就按照步骤二进行取余32,如果小于32就进行1步骤进行移位。

（如果有以上结论有错误，欢迎大家指正！谢谢！）