K&R C 第 2 章赋值运算符和表达式

Question

赋值运算符不是我期望的。到目前为止，本节中的所有内容都很熟悉，但他们解释它的方式让它看起来很陌生。我认为这是我感到困惑的按位运算符。

无论如何，这是我没有得到的部分。

函数 bitcount 计算其整数参数中 1 的位数。

/*bitcount: count 1 bits in x */
int bitcount (unsigned x)

{
  int b;

  for(b=0; x != 0; x >>= 1) {
    if(x & 01) 
      b++;
  return b;
}

将参数x 声明为无符号可确保当它右移时，空出的位将用零填充，而不是符号位，无论程序运行在什么机器上。

并不是我真正理解代码，但最后一句话最让我困惑。这是什么意思？ “符号位”表示“一”吗？这与二进制补码有关吗？

我真的很难通过按位运算。谁能推荐一些全面的材料来补充本书中的按位内容？

Answer 1

假设x 是二进制补码。为了说明，让我们使用 8 位宽度。 （C 总是以更宽的宽度移动，至少是 int 的宽度。）

如果x 是 64 (01000000₂)，我们将它右移一位，我们得到 32 (00100000₂)。当我们重复此操作时，我们得到 16 (00010000₂)、8 (00001000₂)、4 (00000100₂)、2 (000000102) 和 1 (00000001₂)。

x 为 -64 时，二进制补码用 11000000₂ 表示。如果我们将其右移并带入一个 0 位，则这些位为 01100000₂，表示 64+32 = 96。所以 -64 变为 96。位。但是，如果我们想使用位移来除数，我们需要 -32，而不是 96。-32 的位数是 11100000₂。所以我们可以通过引入 1 位而不是 0 位来实现。 -16 的位是 11110000₂。那么-8、-4、-2、-1分别为11111000₂、11111100₂、11111110₂、11111111_{2。在每种情况下，我们都会在移位时带入 1。}

因此，如果我们想使用位移位进行除法，位移位有一个简单的规则：将所有位右移一位，并将符号位保持原样（0 或 1）。如果我们移动不止一位，请继续复制符号位。

这称为算术右移。所以，我们有两种右移：一种是复制符号位的算术右移，另一种是带入 0 位的逻辑右移。

对于无符号类型，C 标准说右移是合乎逻辑的。

对于有符号类型，C 标准没有说明它是算术还是逻辑。它将它留给实现来定义该实现使用哪个（或可能定义其他东西）。这可能是由于历史；早期的机器可能没有提供算术右移指令（甚至可能没有使用二进制补码），尽管现在似乎很难想象。

因此，当您编写向右移位的代码并且想要确定将获得的结果时，您可以使用无符号类型来确保获得逻辑移位。

Answer 2

在二进制补码表示中，最高位保留用于符号。最高位为 0 表示正数，1 表示负数。 如果您右移负数的位，则最初在最高位的 1 将被移动到下一个较低的位，如果您继续移位，最终会以最低位结束。 在代码中，for 循环将 x 的位移动一位，并将移位后的值赋给 x。

for (b = 0; x != 0; x >>=1 )

第一个b，用于统计数字中1位的个数设置为0。

继续循环的条件是 x != 0。当所有 1 位都从 x 中移出时，剩下的只有 0 位。 x 将等于 0。

每次迭代后执行的操作是将x中的值右移1。

循环体中的 if 条件对 x 执行按位与运算。位掩码的值为 1，它是 int 值的一个实例，除了最低位之外，所有位都为 0。如果最低位为 1，则 AND 运算将评估为 1（或在 C 中为真），如果最低位为 0，则评估为 0（或在 C 中为假）。如果 if 条件为，则增加一位的计数真的。