按位計算機

按位計算機

歡迎使用位移計算機，這是一個專門用於執行帶有視覺化位元圖的左移、右移和按位 NOT 運算的工具。此計算機可幫助程序員、學生和工程師理解位元在位移運算中是如何移動的，以及 NOT 運算如何反轉所有位元。

位元移位運算

左移 (<<)

左移運算將所有位元向左移動指定的位元數。右側填充的新位元始終為零。每向左移動 1 位元相當於將數字乘以 2。

示例： 5 << 2

• 二進制中的 5：0101
• 左移 2 位元：010100
• 結果：20（即 5 乘以 4）

公式： n << k = n 乘以 2 的 k 次方

右移 (>>)

右移運算將所有位元向右移動指定的位元數。從右端移出的位元將被丟棄。每向右移動 1 位元相當於將數字進行整數除以 2。

示例： 20 >> 2

• 二進制中的 20：10100
• 右移 2 位元：00101
• 結果：5（即 20 除以 4）

公式： n >> k = n 除以 2 的 k 次方（整數除法）

按位 NOT (~)

NOT 運算反轉每一位元：0 變為 1，1 變為 0。結果取決於所使用的位元寬度。

示例： NOT 5（8 位元）

• 二進制中的 5（8 位元）：00000101
• NOT 運算：11111010
• 結果：250

常見用例

快速乘除法

• 乘以 2：n << 1
• 乘以 4：n << 2
• 乘以 8：n << 3
• 除以 2：n >> 1
• 除以 4：n >> 2

創建位元遮罩

• 第 k 位元的遮罩：1 << k
• 低 n 位元的遮罩：(1 << n) - 1

設置和清除位元

• 設置第 k 位元：n | (1 << k)
• 清除第 k 位元：n & ~(1 << k)
• 切換第 k 位元：n ^ (1 << k)

如何使用此計算機

1. 選擇輸入格式： 選擇二進制、十進制或十六進制。
2. 輸入您的數字： 輸入您想要移動的數字。
3. 輸入位移量： 指定要移動的位元數 (1-64)。
4. 選擇位元寬度： 選擇特定的寬度或保持為「自動」。
5. 選擇運算： 點擊「左移」、「右移」或「計算全部」。
6. 分析結果： 查看視覺化位元圖，顯示位元是如何移動的。

常見問題解答

什麼是左位元移位運算？

左移 (<<) 將所有位元向左移動指定的位元數，右側用零填充。每向左移動 1 位元實際上是將數字乘以 2。例如，5 << 2 將 0101 移動到 10100，等於 20（5 乘以 4）。

什麼是右位元移位運算？

右移 (>>) 將所有位元向右移動指定的位元數，丟棄從右端移出的位元。每向右移動 1 位元實際上是將數字除以 2（整數除法）。例如，20 >> 2 將 10100 移動到 00101，等於 5。

什麼是按位 NOT 運算？

按位 NOT (~) 反轉每一位元：0 變為 1，1 變為 0。結果取決於所使用的位元寬度。對於 8 位元數字，NOT 5 (00000101) 等於 250 (11111010)。此運算也被稱為一補碼或反碼。

為什麼要使用位元移位而不是乘法？

位元移位通常比乘法快，因為它是更簡單的 CPU 操作。左移 n 位元相當於乘以 2^n，右移 n 位元相當於除以 2^n。這種技術常用於性能至关重要的代碼中。

相關運算

如需按位 AND、OR 和 XOR 運算，請訪問我們的按位計算機。