int i = 1;
i = i << 2;  //把i里的值左移2位

也就是说,1的2进制是000...0001(这里1前面0的个数和int的位数有关,32位机器,gcc里有31个0),左移2位之后变成 000...0100,也就是10进制的4,所以说左移1位相当于乘以2,那么左移n位就是乘以2的n次方了(有符号数不完全适用,因为左移有可能导致符号变化,下面解释原因)

int i = 0x40000000; //16进制的40000000,为2进制的01000000...0000
i = i << 1;

那么,i在左移1位之后就会变成0x80000000,也就是2进制的100000...0000,符号位被置1,其他位全是0,变成了int类型所能表示的最小值,32位的int这个值是-2147483648,溢出.如果再接着把i左移1位会出现什么情况呢?在C语言中采用了丢弃最高位的处理方法,丢弃了1之后,i的值变成了0.

总之左移就是: 丢弃最高位,0补最低位

右移对符号位的处理和左移不同,对于有符号整数来说,比如int类型,右移会保持符号位不变,例如:

int i = 0x80000000;
i = i >> 1;  //i的值不会变成0x40000000,而会变成0xc0000000

就是说,符号位向右移动后,正数的话补0,负数补1,也就是汇编语言中的算术右移.同样当移动的位数超过类型的长度时,会取余数,然后移动余数个位.

     负数10100110 >>5(假设字长为8位),则得到的是  11111101

总之,在C中,左移是逻辑/算术左移(两者完全相同),右移是算术右移,会保持符号位不变.实际应用中可以根据情况用左/右移做快速的乘/除运算,这样会比循环效率高很多.

左移操作(<<)
规则:
右边空出的位用0填补
高位左移溢出则舍弃该高位。
计算机中常用补码表示数据:
数据 127,补码和原码一样:0111 1111。
左移一位: 1111 1110   -> 这个补码对应的原码为:1000 0010  对应十进制:-2
左移二位: 1111 1100   -> 这个补码对应的原码为:1000 0100  对应十进制:-4
左移三位: 1111 1000   -> 这个补码对应的原码为:1000 1000  对应十进制:-8
左移四位: 1111 0000   -> 这个补码对应的原码为:1001 0000  对应十进制:-16
左移五位: 1110 0000   -> 这个补码对应的原码为:1010 0000  对应十进制:-32
左移六位: 1100 0000   -> 这个补码对应的原码为:1100 0000  对应十进制:-64
左移七位: 1000 0000   -> 这个补码对应的原码为:1000 0000  对应十进制:-128
左移八位: 0000 0000   -> 这个补码对应的原码为:0000 0000  对应十进制:0
注:
原码到补码的计算方式:取反+1,正数的补码和反码等于源码(化为二进制后高位补0符号位)
补码到原码的计算方式:-1再取反。(求反码:符号位不变,数值取反;求补码:符号位不变,反码最低位加1,1+1=0进1)
数据-1,它的原码为1000 0001,补码为1111 1111
左移一位: 1111 1110   -> 这个补码对应的原码为:1000 0010  对应十进制:-2
左移二位: 1111 1100   -> 这个补码对应的原码为:1000 0100  对应十进制:-4
左移三位: 1111 1000   -> 这个补码对应的原码为:1000 1000  对应十进制:-8
左移四位: 1111 0000   -> 这个补码对应的原码为:1001 0000  对应十进制:-16
左移五位: 1110 0000   -> 这个补码对应的原码为:1010 0000  对应十进制:-32
左移六位: 1100 0000   -> 这个补码对应的原码为:1100 0000  对应十进制:-64
左移七位: 1000 0000   -> 这个补码对应的原码为:1000 0000  对应十进制:-128
左移八位: 0000 0000   -> 这个补码对应的原码为:0000 0000  对应十进制:0
可以看出127和-1的结果完全一样。移位操作与正负数无关,它只是忠实的将所有位进行移动,补0,舍弃操作。
右移操作(>>)
规则:
左边空出的位用0或者1填补。正数用0填补,负数用1填补。注:不同的环境填补方式可能不同;

低位右移溢出则舍弃该位。

1、127的补码:0111 1111

右移一位: 0011 1111   -> 原码同补码一样  对应十进制:63

右移二位: 0001 1111   -> 原码同补码一样  对应十进制:31

右移三位: 0000 1111   -> 原码同补码一样  对应十进制:15

右移四位: 0000 0111   -> 原码同补码一样  对应十进制:7

右移五位: 0000 0011   -> 原码同补码一样  对应十进制:3

右移六位: 0000 0001   -> 原码同补码一样  对应十进制:1

右移七位: 0000 0000   -> 原码同补码一样  对应十进制:0

右移八位: 0000 0000   -> 原码同补码一样  对应十进制:0

2、-128的补码:1000 0000

右移一位: 1100 0000   -> 这个补码对应的原码为:1100 0000  对应十进制:-64

右移二位: 1110 0000   -> 这个补码对应的原码为:1010 0000  对应十进制:-32

右移三位: 1111 0000   -> 这个补码对应的原码为:1001 0000  对应十进制:-16

右移四位: 1111 1000   -> 这个补码对应的原码为:1000 1000  对应十进制:-8

右移五位: 1111 1100   -> 这个补码对应的原码为:1000 0100  对应十进制:-4

右移六位: 1111 1110   -> 这个补码对应的原码为:1000 0010  对应十进制:-2

右移七位: 1111 1111   -> 这个补码对应的原码为:1000 0001  对应十进制:-1

右移八位: 1111 1111   -> 这个补码对应的原码为:1000 0001  对应十进制:-1

常见应用
左移相当于*2,只是要注意边界问题。如char a = 65; a<<1 按照*2来算为130;但有符号char的取值范围-128~127,已经越界,多超出了3个数值,所以从-128算起的第三个数值-126才是a<<1的正确结果。
而右移相当于除以2,只是要注意移位比较多的时候结果会趋近去一个非常小的数,如上面结果中的-1,0。
其它的四种位运算:
与运算(&)
1、与0相与可清零
2、与1相与可保留原值
或运算(|)
1、与0相或可保留原值
2、与1相与可齐设1
异或运算(^)
1、与0异或保留原值
2、与1异或比特值反转
3、可通过某种算法,使用异或实现交换两个值
异或运算是有结合律的
取反(~)