Kurs języka C: Operator przesuwania bitów w lewo <<

Autor: Dondu

Kurs języka C: Spis treści

Operator przesuwania bitów w lewo << przesuwa bity o zadaną ilość pozycji uzupełniając zerami najmłodsze przesunięte bity. Najstarszy bit "wypada" i jest gubiony. Przesuwać bity można o dowolną ilość pozycji.

Ponieważ podstawą kodu dwójkowego jest liczba dwa, stąd przesunięcie o jeden bit w lewo, jest równoznaczne z mnożeniem przez dwa. Analogicznie przesunięcie o dwa bity jest mnożeniem przez 4, itd. Należy oczywiście uważać, by nie przekroczyć dozwolonego zakresu typu zmiennej.

76543210 numery bitów
--------
00001111 zmienna a
--------
00011110 wynik przesunięcia bitowego w lewo          o 1 pozycję: a = a<<1

Przesuwamy bit o jeden w lewo.

Przykład 1 (w kompilatorze)

  unsigned char a = 0b00001111;
  a = a << 1;  //przesuń bity o jeden w lewo, a na najmłodszy wstaw zero

Bity można przesuwać o dowolną ilość pozycji:

Przykład 2 (w kompilatorze)

  a = a << 4;  //przesuń bity o cztery w lewo, a na najmłodsze wstaw zero

Najstarszy bit jest tracony.

Przykład 3 (w kompilatorze)

  unsigned char a = 0b10000000;
  a = a << 1;  //przesuń w lewo o jeden, tracimy najstarszy bit

Przekroczenie ilości bitów w zmiennej oznaczać będzie, że na wszystkich bitach pojawią się zera.

Przykład 4 (w kompilatorze)

  
  unsigned char a = 0b10000001;
  a = a << 8;  //przesuń w lewo o osiem pozycji, tracimy wszystkie bity  

---

Łączenie operatorów: <<=

Operator przesunięcia w lewo może być łączony z operatorem przypisania.

Przykład 5 (w kompilatorze)

  a <<= 1;  //równoznaczny z: a = a << 1;

---

Rolowanie bitów w lewo

Rolowanie w lewo, to przesuwanie w lewo z jednoczesnym przenoszeniem wypadającego bitu na najmłodszy bit. Niestety język C, to nie assembler i nie posiada operatorów rolowania w lewo. Należy posłużyć się dodatkowym kodem. Poniżej kilka przykładów dla zmiennych typu char.


1. rolowanie w postaci funkcji z użyciem if( ):

Przykład 6 (w kompilatorze)

//funkcja rolująca bity w lewo
unsigned char dd_rol( unsigned char a ) 
{ 
  //sprawdzamy najstarszy bit (bit tracony przy przesuwaniu w lewo)
  if( a & 0x80  ){ 
    // gdy jest równy jeden 
    return ( (a<<1) | 0x01 ); // trzeba przenieść tracony bit na najmłodszy 
  }
  
  //gdy jest równy zero
  return (a<<1); //tylko przesuwamy, a standardowo na najmłodszym bicie
                 //ląduje zero
} 

2. rolowanie z użyciem definicji z instrukcją wyboru (skrócony if):

Przykład 7 (w kompilatorze)

  //definicja dd_rol()
  #define dd_rol(a) ((a&0x80)? 0x01|(a<<1) : a<<1 ) 

Można oczywiście dwa powyższe przykłady "wymieszać" definiują własną funkcję ze skróconym if( ).



3. Rolowanie z użyciem wstawki kodu assemblera:

Przykład 8 (w kompilatorze)

  //przesuń bity o jeden w lewo, za pomocą wstawki kodu assemblera
  asm volatile ("rol %0" : "=r" (a) : "0" (a));

---

Składnia kodu

Nie ma znaczenia, czy piszesz ze spacjami, czy bez.

  //dozwolone formy
  a = a << 1;
  a=a<<1;

  a <<= 1;
  a<<=1;

Ale uwaga: Nie może być spacji pomiędzy operatorami!

  //niedozwolone formy
  a << = 1;

---

Ćwiczenie

Spróbuj zrozumieć poniższy kod zanim uruchomisz go w kompilatorze CManiak.

Przykład 9 (w kompilatorze)

  unsigned char i;
  unsigned char a = 0b00000001;

  for(i = 0; i<9; i++){
        printf("%d \n",  a);
        a<<=1;
  }

Kurs języka C: Spis treści

16