Даже для целых вещественных не получается, почему так?
-
2не получается, потому что они упакованы. Распакуйте и смещайте сколько угодно. Только после этого придется еще и упаковать обратно.– mega15 ноя 2017 в 21:19
-
4Чисто формально - таковы правила языка. Почему правила таковы? Потому, что floating-point числа (даже целые) имеют намного более сложное внутреннее битовое представление в сравнении с обычными целыми, и побитовое смещение не имеет над ними особого смысла.– wololo15 ноя 2017 в 21:22
-
@mega, поясните как сделать, если можно - по-подробнее– Elvin15 ноя 2017 в 21:24
-
Какой смысл вы вкладываете в такое "побитовое смещение"???– AnT stands with Russia16 ноя 2017 в 4:12
-
@AnT, которое записывается вот так <<– Elvin16 ноя 2017 в 7:27
3 ответа
c11 стандарт говорит (§6.5.7/2):
Each of the operands shall have integer type.
то есть сдвиг определён только для целых типов.
Причём даже для целых, операция определена только для некоторых значений. К примеру, i << n
не определено, если i < 0
или i > 0
имеет тип со знаком и результат i·2n вне диапазона типа i
(§6.5.7/4). В переносимых случаях, сдвиг это умножение/деление на 2:
0b01000'0001 << 1 : 129 << 1
== 0b1000'00010 : == 258
0b01000'0001 >> 1 : 129 >> 1
== 0b001000'000 : == 64
Можно себе представить, что результат в этом случае получается буквальным сдвигом битов в двоичном представлении числа:
Действительные числа представлены в Си как числа с плавающей точкой. Можно думать о них как о числах, записанных в научной нотации: 1,234·105. Более формально (§5.2.4.2.2/2):
p
___
╲
e ╲ -k
x = b ⋅s⋅ ╱ b ⋅fₖ
╱
‾‾‾
k = 1
- x — само число
- s — знак (±1)
- b — основание системы счисления (к примеру, 2)
- e — показатель степени (экспонента)
- p — точность (число значащих цифр)
- fk — значащие цифры (0,1 для двоичной системы)
Пример: x = 106⋅(+1)⋅(1⋅10-1+2⋅10-2+3⋅10-3+4⋅10-4) = 1,234·105
На практике представление ещё ограничено IEEE 754 стандартом. Чтобы освоиться, можно посмотреть на пример миниформата числа, использующего 8 бит: SEEEEMMM
(1.4.3.-2). В этом формате 128.0 и 256.0 будут представлены как:
0 0101 000 = +1.000×25-(-2) = 128.0
0 0110 000 = +1.000×26-(-2) = 256.0
так как 1012 = 510 и 1102 = 610 (смещение экспоненты -2
).
Не хватает точности, чтобы 129.0 и 258.0 представить, поэтому используются ближайшие представимые числа: 128.0 и 256.0. Умножение на два — это просто увеличение экспоненты на один для нормальных чисел.
Сдвиг непосредственно битового представления числа особого смысла здесь не имеет:
129.0 << 1 = 0 0101 000 << 1 = 0 1010 000 = +1.000×210-(-2) = 4096.0
258.0 >> 1 = 0 0110 000 >> 1 = 0 0011 000 = +1.000×23-(-2) = 32.0
Даже для положительных целых чисел (все явные биты мантиссы нулевые), представленных в таком формате, сдвиг отличается от умножения/деления на 2. Ещё пример:
0 1000 001 = +1.125×28-(-2) = 1152.0
0 1000 001 >> 1 = 0 0100 000 = +1.000×24-(-2) = 64.0
0 1000 001 << 1 = 1 0000 010 = -0.250×21-(-2) = -2.0
Здесь буквальный сдвиг битов представления меняет и знак и дробную часть. Вводить такую операцию не слишком полезно.
-
по поводу
сдвиг это умножение/деление на 2
сами понимаете что к отрицательным сдвиг часто применяют... Там не совсем деление на 2 (округление не в ту сторону)– pavel21 ноя 2017 в 14:19 -
@pavel: прочтите всё предложение: «В переносимых случаях сдвиг это умножение/деление на 2». Для отрицательных чисел либо вообще не определён сдвиг (
<<
) либо зависит от реализации (>>
).– jfs21 ноя 2017 в 14:30 -
я понимаю. но остальная часть верна почти для любого ЯП. Может в канонический ответ даже...– pavel21 ноя 2017 в 14:34
-
@pavel: другие языки это отдельная тема (даже для c++ слова отличаются). К примеру, для javascript
1.0 >> 1
работает (double как 32-bit целое).– jfs21 ноя 2017 в 14:41 -
@pavel кстати, в Питоне сдвиг именно как умножение/деление на 2 определён. Значения для отрицательных чисел можно интерпретировать как дополнительное представление с бесконечным числом 1 слева (подробней тут)– jfs26 июн 2018 в 11:01
Можно. Это называется "деление на два" и "умножение на два".
-
1зачем минус ставить? ldexp() как раз умножением на степень двойки занимается.– jfs15 ноя 2017 в 21:57
Бинарное представление таких чисел отличается от бинарного представления целочисленных, поэтому здесь и результаты побитовых операций отличаются.
Любое вещественное число представлено в виде
1.m * 2^e
где m
- мантисса, e
- экспонента.
Вот из этих e
и m
и состоит бинарное представление числа, только значение e
еще сдвинуто на полдиапазона, чтобы автоматически учитывался знак экспоненты при арифметических операциях над ними.
Побитовый сдвиг вещественного (как и целочисленного) - это умножение или деление на 2, поэтому побитовый сдвиг вещественного равнозначен приращению экспоненты, например, сдвиг влево:
1.m * 2^e * 2^1 = 1.m * 2^(e+1)
Подробности можно узнать из стандарта IEE754
-
1снова, зачем минус ставить? Ответ показывает упрощённую, но аккуратную картину. Из двух приходящих на ум интерпретаций "побитового смещения"
f<<=1
: 1- умножение на 2:f *= 2
(вариант, используемый в javascript (double->32-bit ints)) 2- буквальное смещение битов: f=SE..EM..M -> f=E..EM..M0 — второе просто не имеет смысла (здесь S - бит знака, E..E биты [смещённой] степени, M..M биты, представляющие числа после запятой).– jfs16 ноя 2017 в 7:24