bat位运算

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

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。

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）

闲扯原码、反码、补码

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(2 3 ).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！