[原创] 批处理位运算

pusofalse

发现很多新手对于批处理中set/a的位运算的概念有点模糊，我也是，什么“异、或、与、逻辑移位”，看的云里雾里，头脑发胀，于是就有了下面的代码。

@echo off
if "%~1" equ "" exit/b
:begin
setlocal enabledelayedexpansion
set "Var=0123456789ABCDEF"
set/p number=Input: 
if /i "%number%" equ "cls" cls&endlocal&goto begin
if "%~1" equ ">>" (set "s=!number: ="^>^>"!") else (
    if "%~1" equ "<<" (set "s=!number: ="^<^<"!") else (
       set "s=!number: ="^%~1^"!"
))
set/a s=!s!
for %%a in (%number% %s%) do (
     set/a num=%%a,y+=1
     set "bin="
     call :loop
     if !y! equ 2 (set "str=                  (%~1) %%a") else (set "str=                         %%a")
     set "bin=00000000000000000000000000000!bin!"
     if !y! equ 3 echo      ------------------------------------------------------
     echo  !str:~-15!  ^(bin^) !bin:~-30!
)
endlocal
echo.&goto begin
:loop
set/a Mod=Num%%2,Num/=2
call,set "bin=%%Var:~%Mod%,1%%%bin%"
if %Num% neq 0 goto loop
复制代码

使用见图：

此批处理没有对输入信息进行排错处理，所以不要输入08、09、0x9k abc这类无效的文字。
第一次运行时，务必输入参数，比如你想知道>>右移运算，就打开CMD，输入：批处理名字 ">>"，此后输入的信息，都会执行>>右移运算，若要进行其他运算，CTRL+C终止，重新运行此批处理。
如果要进行^位相异运算，就输入 批处理名字 "^"，同上。
运算符因为都是特殊字符，所以要加""闭合。
例：比如想知道19"&"2的运算信息，就打开CMD，输入 批处理名字 "&"
等待提示input，输入: 19 2 回车，便会出现19"&"2的运算结果。
&---与，转为2进制，对应位上相乘。
其他同样的道理，希望能从结果中总结出各位运算符的含义。

zqz0012005

批处理位运算难道与编程语言的位运算有什么不同吗？符号不同罢了

只是很多人根本没有接触过“位运算”这个概念而已，甚至连“二进制”的概念都没有

其实一般的计算机基础类书籍都有介绍的，比如基本的反码、补码的概念，估计很多人都略过了（汗一个，最初我也是这样）

[ 本帖最后由 zqz0012005 于 2008-9-16 09:00 编辑 ]

AK47

真是太深奥了！要慢慢学才行

Batcher

   相信大家看到这个标题都不屑一顾，因为在任何一本计算机基础知识书的第一章都有他们的解释，但是在书上我们只能找到一些简单的定义，没次看过之后不久就忘了。最近论坛里有人问起这些概念，看到很多人的回复是以前看过现在忘了去看看某某书之类，很少有给出一个合理的解释。于是本人就开始思考（虽然上帝会发笑，我还是要思考。），于是得出了以下的结论。


     数值在计算机中表示形式为机器数,计算机只能识别0和1,使用的是二进制,而在日常生活中人们使用的是十进制,"正如亚里士多德早就指出的那样,今天十进制的广泛采用,只不过我们绝大多数人生来具有10个手指头这个解剖学事实的结果.尽管在历史上手指计数(5,10进制)的实践要比二或三进制计数出现的晚."(摘自<<数学发展史>>有空大家可以看看哦~,很有意思的).为了能方便的与二进制转换,就使用了十六进制(2 4)和八进制(23).下面进入正题.

数值有正负之分,计算机就用一个数的最高位存放符号(0为正,1为负).这就是机器数的原码了.假设机器能处理的位数为8.即字长为1byte,原码能表示数值的范围为

(-127~-0 +0~127)共256个.

  有了数值的表示方法就可以对数进行算术运算.但是很快就发现用带符号位的原码进行乘除运算时结果正确,而在加减运算的时候就出现了问题,如下: 假设字长为8bits

( 1 ) 10-  ( 1 )10 =  ( 1 )10 + ( -1 )10 =  ( 0 )10

(00000001)原 + (10000001)原 = (10000010)原 = ( -2 ) 显然不正确.

  因为在两个整数的加法运算中是没有问题的,于是就发现问题出现在带符号位的负数身上,对除符号位外的其余各位逐位取反就产生了反码.反码的取值空间和原码相同且一一对应. 下面是反码的减法运算:

 ( 1 )10 -  ( 1 ) 10=  ( 1 ) 10+ ( -1 ) 10=  ( 0 )10

 (00000001) 反+ (11111110)反 =  (11111111)反 =  ( -0 )  有问题.

( 1 )10 -  ( 2)10 =  ( 1 )10 + ( -2 )10 =  ( -1 )10

(00000001) 反+ (11111101)反 =  (11111110)反 =  ( -1 ) 正确

问题出现在(+0)和(-0)上,在人们的计算概念中零是没有正负之分的.(印度人首先将零作为标记并放入运算之中,包含有零号的印度数学和十进制计数对人类文明的贡献极大).

于是就引入了补码概念. 负数的补码就是对反码加一,而正数不变,正数的原码反码补码是一样的.在补码中用(-128)代替了(-0),所以补码的表示范围为:

(-128~0~127)共256个.

注意:(-128)没有相对应的原码和反码, (-128) = (10000000)  补码的加减运算如下:

( 1 ) 10-  ( 1 ) 10=  ( 1 )10 + ( -1 )10 =  ( 0 )10

(00000001)补 + (11111111)补 =  (00000000)补 = ( 0 ) 正确

( 1 ) 10-  ( 2) 10=  ( 1 )10 + ( -2 )10 =  ( -1 )10

(00000001) 补+ (11111110) 补=  (11111111)补 = ( -1 )  正确

   所以补码的设计目的是:

     ⑴使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则.

⑵使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计

  所有这些转换都是在计算机的最底层进行的，而在我们使用的汇编、C等其他高级语言中使用的都是原码。看了上面这些大家应该对原码、反码、补码有了新的认识了吧！
复制代码

原文地址：http://blog.csdn.net/fengzi_zhu/archive/2003/03/31/14337.aspx

januapr

太深奥了,还是慢慢学习，相信有天会看得明白的！

flyingd

汗死。还能用批处理做这个= =

garyng

回复 6# flyingd


    请勿看贬批处理,谢谢

GNGW

回复 4# Batcher


    ( 1 ) 10-  ( 1 )10 =  ( 1 )10 + ( -1 )10 =  ( 0 )10 这是什么意思？

buyiyang

回复 8# GNGW
十进制：
1-1=1+(-1)=0
他这个十进制数的表达方式不规范，应该在数字后添加下标10或后缀D。

GNGW

回复 9# buyiyang


    啊！！哈哈， 原来是这个意思，感谢。

GNGW

回复 4# Batcher


    讲讲补码溢出的问题呗

GNGW

回复 4# Batcher


    这个贴子太棒了，让我对知识有了新的理解和记忆

GNGW

回复 1# pusofalse


    为啥这个代码运行起来没效果

GNGW

回复 4# Batcher


    能不能讲讲在32位系统和64位系统中，1后面全是零的数，和8位系统中-128的关联？还有就是有没有类似8位系统中的这样，单独一对一，没有反码和补码的东西？

Batcher

回复 14# GNGW


网上能找到很多知名大学计算机专业的公开课，推荐学习：
《数据结构》
《操作系统》
《计算机组成原理》
《编译原理》
《算法分析与设计》

我非常同意这个观点：很多知识不是凭碎片化学习、几个帖子、几个短视频能讲清楚的。