算术右移英文解释翻译、算术右移的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 shift right arithmetic
分词翻译:
算的英语翻译:
calculate; reckon; count; in the end; include; let it go; plan; consider
术的英语翻译:
art; method; skill
【医】 technic; technique
右移的英语翻译:
【计】 right shift; shift right
专业解析
算术右移(Arithmetic Right Shift)是计算机科学和数字电路中的一种位操作,特别用于处理有符号二进制数(通常采用二进制补码表示法)。其核心特点是:在向右移动二进制位时,最高位(符号位)的值会被复制填充到左侧新空出的位中,而不是简单地填充0(如逻辑右移那样)。
以下是其详细解释:
-
定义与目的:
- 算术右移将二进制数的所有位向右移动指定的位数。
- 其核心目的是保持数值的符号(正或负)不变。对于使用二进制补码表示的有符号整数,算术右移一位等效于将该数值除以2(并向下取整)。
- 英文对应术语:Arithmetic Right Shift (常缩写为ASR),也称为Signed Right Shift。
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操作规则(关键特点):
- 符号位复制(Sign Extension):这是算术右移区别于逻辑右移的最关键点。对于有符号数(二进制补码),最高位(MSB)表示符号(0为正,1为负)。算术右移时,这个符号位的值会被复制(或称为“扩展”)到右侧移动后空出的高位中。
- 低位丢弃:最右侧(最低位)被移出的位会被丢弃。
- 移位方向:所有位整体向右移动。
-
二进制示例:
- 假设一个8位有符号数(二进制补码):
10110010
(十进制为 -78)。
- 进行算术右移1位:
- 原符号位是
1
(表示负数)。
- 最右侧的
0
被丢弃。
- 所有位右移一位。
- 左侧空出的最高位用原符号位
1
填充。
- 结果:
11011001
(十进制为 -39)。 验证:-78 / 2 = -39,符合预期。
- 再以正数为例:
01100110
(十进制为 102)。
- 算术右移1位:
- 原符号位是
0
。
- 最右侧的
0
被丢弃。
- 所有位右移一位。
- 左侧空出的最高位用原符号位
0
填充。
- 结果:
00110011
(十进制为 51)。 验证:102 / 2 = 51,符合预期。
-
与逻辑右移的区别:
- 逻辑右移(Logical Right Shift)在移位后总是在左侧空出的高位填充
0
,不考虑原始数值的符号。它适用于处理无符号整数。
- 算术右移在移位后填充的是原始符号位的值,专门为保持有符号整数的算术意义(除以2)而设计。
-
应用场景:
- 高效除法:对有符号整数进行除以2的幂次(如除以2、4、8等)运算时,算术右移是最高效的实现方式。
- 符号扩展:在需要将有符号数从较短的位宽扩展到较长位宽时(如从8位扩展到32位),算术右移(或专门的符号扩展指令)的原理被用来填充高位,确保数值和符号不变。
权威参考来源:
- IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic (IEEE 754):虽然主要规范浮点数,但其对移位操作(作为基本运算)的讨论和底层硬件实现逻辑,为理解算术移位(包括算术右移)在处理器设计中的基础地位提供了背景。
- Patterson, D. A., & Hennessy, J. L. 的经典教材《Computer Organization and Design》系列:这些被广泛采用的计算机体系结构教材详细解释了算术右移的原理、硬件实现(在ALU中)以及与逻辑右移的区别,是理解该概念的核心学术资源。
- Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer Manuals:这些官方手册详细描述了x86/x86-64指令集中实现算术右移的指令(如
SAR
),包括其精确的行为、对标志位的影响以及编程示例,是实践层面的权威参考。
网络扩展解释
算术右移是计算机中对有符号整数进行右移位操作的一种方式,其核心特点是保留符号位(即最高位)不变。以下是详细解释:
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基本定义
算术右移在二进制层面将数值的每一位向右移动指定位数,左侧空出的位用原符号位填充。例如,对8位有符号数10100110
(十进制-90)右移2位后变为11101001
(十进制-23),左侧补了两个符号位1。
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与逻辑右移的区别
- 逻辑右移:无论符号位如何,左侧空位补0,适用于无符号数。
- 算术右移:左侧空位复制原符号位,确保负数右移后仍为负数。
- 数学等价性
每右移n位相当于对原数进行$text{floor}(x / 2^n)$运算。例如:
-8 >> 1
结果为-4
(等价于$lfloor -8/2 rfloor$)
7 >> 1
结果为3
(等价于$lfloor 7/2 rfloor$)
-
编程实现
在多数语言中,>>
运算符表示算术右移:
print(-8 >> 1)# 输出-4(Python)
System.out.println(-8 >> 1); // 输出-4(Java)
-
应用场景
- 高效实现整数除以2的幂次
- 保持有符号数的符号一致性
- 底层系统编程中的位操作优化
需要注意的是,C/C++标准规定对有符号数右移的实现由编译器决定,但主流编译器均采用算术右移。
分类
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