左移和右移運算符： << 和 >>

位移位運算子是右移運算子 （>>），會將整數或列舉型別表達式的位向右移動，而左移運算符會將<<位移到左邊。 1

語法

shift-expression：
 additive-expression
  shift-expression << additive-expression
  shift-expression >> additive-expression

備註

這很重要

下列描述和範例適用於 x86 和 x64 架構的 Windows 上有效。 在適用於 ARM 裝置的 Windows 上，左移和右移運算子的實作明顯不同。 如需詳細資訊，請參閱 Hello ARM 部落格文章的一節。

左移

左移運算子會使中的 shift-expression 位依 所 additive-expression指定的位置數目移轉至左邊。 移位作業已空出的位位置會以零填滿。 左移是邏輯移位（從結尾移出位的位會被捨棄，包括符號位）。 如需位移位類型的詳細資訊，請參閱 位移位。

下列範例顯示使用不帶正負號數位的左移作業。 此範例會藉由將值表示為bitset，來示範位所發生的情況。 如需詳細資訊，請參閱 bitset 類別。

#include <iostream>
#include <bitset>

using namespace std;

int main() {
    unsigned short short1 = 4;
    bitset<16> bitset1{short1};   // the bitset representation of 4
    cout << bitset1 << endl;  // 0b00000000'00000100

    unsigned short short2 = short1 << 1;     // 4 left-shifted by 1 = 8
    bitset<16> bitset2{short2};
    cout << bitset2 << endl;  // 0b00000000'00001000

    unsigned short short3 = short1 << 2;     // 4 left-shifted by 2 = 16
    bitset<16> bitset3{short3};
    cout << bitset3 << endl;  // 0b00000000'00010000
}

如果您將帶正負號的數位左移，讓符號位受到影響，則結果為未定義。 下列範例顯示當1位向左移入符號位位置時，會發生什麼事。

#include <iostream>
#include <bitset>

using namespace std;

int main() {
    short short1 = 16384;
    bitset<16> bitset1(short1);
    cout << bitset1 << endl;  // 0b01000000'00000000

    short short3 = short1 << 1;
    bitset<16> bitset3(short3);  // 16384 left-shifted by 1 = -32768
    cout << bitset3 << endl;  // 0b10000000'00000000

    short short4 = short1 << 14;
    bitset<16> bitset4(short4);  // 4 left-shifted by 14 = 0
    cout << bitset4 << endl;  // 0b00000000'00000000
}

右移

右移運算子會使中的 shift-expression 位模式依 所 additive-expression指定的位置數目向右移位。 對於未帶正負號的數位，移位作業已空出的位位置會以零填滿。 對於帶正負號的數位，符號位是用來填滿空位位置。 換句話說，如果數位是正數，則會使用 0，如果數位為負數，則會使用 1。

這很重要

帶正負號負數的右移結果與實作相依。 雖然Microsoft C++編譯程式會使用符號位來填滿空位位置，但無法保證其他實作也這樣做。

這個範例顯示使用不帶正負號數位的右移作業：

#include <iostream>
#include <bitset>

using namespace std;

int main() {
    unsigned short short11 = 1024;
    bitset<16> bitset11{short11};
    cout << bitset11 << endl;     // 0b00000100'00000000

    unsigned short short12 = short11 >> 1;  // 512
    bitset<16> bitset12{short12};
    cout << bitset12 << endl;     // 0b00000010'00000000

    unsigned short short13 = short11 >> 10;  // 1
    bitset<16> bitset13{short13};
    cout << bitset13 << endl;     // 0b00000000'00000001

    unsigned short short14 = short11 >> 11;  // 0
    bitset<16> bitset14{short14};
    cout << bitset14 << endl;     // 0b00000000'00000000
}

下一個範例顯示正負號數位的右移作業。

#include <iostream>
#include <bitset>

using namespace std;

int main() {
    short short1 = 1024;
    bitset<16> bitset1(short1);
    cout << bitset1 << endl;     // 0b00000100'00000000

    short short2 = short1 >> 1;  // 512
    bitset<16> bitset2(short2);
    cout << bitset2 << endl;     // 0b00000010'00000000

    short short3 = short1 >> 11;  // 0
    bitset<16> bitset3(short3);
    cout << bitset3 << endl;     // 0b00000000'00000000
}

下一個範例顯示具有負號整數的右移作業。

#include <iostream>
#include <bitset>

using namespace std;

int main() {
    short neg1 = -16;
    bitset<16> bn1(neg1);
    cout << bn1 << endl;  // 0b11111111'11110000

    short neg2 = neg1 >> 1; // -8
    bitset<16> bn2(neg2);
    cout << bn2 << endl;  // 0b11111111'11111000

    short neg3 = neg1 >> 2; // -4
    bitset<16> bn3(neg3);
    cout << bn3 << endl;  // 0b11111111'11111100

    short neg4 = neg1 >> 4; // -1
    bitset<16> bn4(neg4);
    cout << bn4 << endl;  // 0b11111111'11111111

    short neg5 = neg1 >> 5; // -1
    bitset<16> bn5(neg5);
    cout << bn5 << endl;  // 0b11111111'11111111
}

班次和促銷

shift 運算子兩端的表達式必須是整數型別。 整數升階會根據 標準轉換中所述的規則執行。 結果的類型與升級 shift-expression的 型別相同。

在下列範例中，類型的 char 變數會升階為 int。

#include <iostream>
#include <typeinfo>

using namespace std;

int main() {
    char char1 = 'a';

    auto promoted1 = char1 << 1;   // 194
    cout << typeid(promoted1).name() << endl;  // int

    auto promoted2 = char1 << 10;  // 99328
    cout << typeid(promoted2).name() << endl;  // int
}

詳細資訊

如果 additive-expression 為負數或 additive-expression 大於或等於 （升級） shift-expression中的位數，則移位作業的結果為未定義。 如果 additive-expression 為 0，則不會進行移位作業。

#include <iostream>
#include <bitset>

using namespace std;

int main() {
    unsigned int int1 = 4;
    bitset<32> b1{int1};
    cout << b1 << endl;    // 0b00000000'00000000'00000000'00000100

    unsigned int int2 = int1 << -3;  // C4293: '<<' : shift count negative or too big, undefined behavior
    unsigned int int3 = int1 >> -3;  // C4293: '>>' : shift count negative or too big, undefined behavior
    unsigned int int4 = int1 << 32;  // C4293: '<<' : shift count negative or too big, undefined behavior
    unsigned int int5 = int1 >> 32;  // C4293: '>>' : shift count negative or too big, undefined behavior
    unsigned int int6 = int1 << 0;
    bitset<32> b6{int6};
    cout << b6 << endl;    // 0b00000000'00000000'00000000'00000100 (no change)
}

Footnotes

1 以下是 C++11 ISO 規格中班次運算符的描述（INCITS/ISO/IEC 14882-2011[2012]），第 5.8.2 節和 5.8.3 節。

的值 E1 << E2 是 E1 左移位 E2 位置;空置的位會以零填滿。 如果 E1 具有不帶正負號的類型，則結果的值是 E1 × 2E2，減少模數超過結果類型中可表示的最大值。 否則，如果 E1 具有帶正負號的型別和非負值，且 E1 × 2E2 在結果型別的對應不帶正負號類型中表示，則該值會轉換成結果型別，則為結果值;否則，行為是未定義。

的值 E1 >> E2 是 E1 右移位 E2 位置。 如果 E1 具有不帶正負號的型別，或 E1 具有帶正負號的類型和非負值，則結果的值是 E1/2E2 商數的整數部分。 如果 E1 具有帶正負號的型別和負值，則產生的值為實作定義。

另請參閱

具有二進位運算子的表達式
C++內建運算符、優先順序和關聯性

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