C++ Dersleri | Bitwise Operatörleri | Left Shift Operatör

 C++ bitwise operatörlerinden left shift << operatörüne gelmiş bulunmaktayız, adından da anlaşılabileceği üzere binary düzendeki bir değişkeni  MSB (most significant bit) tarafından kayıplarla LSB (least significant bit) tarafından yeni eklemelerde düzenleyen bir operatördür, ne demek istiyorum bir örnekle açıklamaya çalışalım:

int main()
{
	int a = 4;		//0100
	int b = a << 1;		//1000
	cout << "a=" << a << ", b=" << b << endl;
}

şöyle bir çıktıya ulaştık :  a=4, b=8 

burada olan; indekse göre konuşacak olursam, a değişkeninin 2. bitinde yer alan 1 değeri, 1 bit sola kaydırılmış oldu. Olayı bu kadar basit olmakla beraber dikkat edilmesi gereken noktalarımız vardır; ilk dikkat etmemiz gereken şey değişkenin boyutu, int yukarıdaki kod için benim sistemimde 4 bytes. Bu da şu anlama gelir 4bytes * 8 bit 'ten 32 bitlik bir değişkenimiz var demektir,  ve bu 32 bitlik değişkenin en soldaki biti işaret bitidir, değişkenimiz int olduğu için negatif sayıları da barındırır, bunu da sistem MSB yani en soldaki en anlamlı en yüksek değerlikli olan bitten alır bu bit 0 ise pozitif 1 ise negatif olarak değerlendirilir, nereye gelmeye çalışıyorum : int a = 1 deyip, 31 defa left shift yaparsanız şayet sayımız: en solda 1 gerisi 0 olarak değişmiş olur, ayrıca bir bilgi : negatif tarafta anlamlı bitler 0 lardır, işler ters yürür yani, dolayısıyla int değişkeni için negatif tarafta alabileceği en son değeri yakalamış oluruz, deneyelim mi? 

int main()
{
	int a = 1;
	int b = a << 31;		
	cout << "a=" << (int)a << ", b=" << (int)b << endl;
}

 a=1, b=-2147483648 

gördüğünüz üzere sayı negatif taraftaki ulaşabileceği maksimum (sayı değeri bakımından en küçük) değere ulaşmış oluyor. Finalde olan şudur: sağdan yeni bir sıfır eklenir en soldaki bit de kaybolur. Merak edenler için söylemiş olalım left shift gibi, right shift operatörümüz de var, kaydırmak istediğimiz bit sayısı pozitif, sola kaydırma operatörü ile negatif bir sayı kullanarak sağa kaydırabilir miyiz acaba davranışı belirsiz bir davranışa yol açar, bu sebeple o maceraya girmeyin :)

Arithmetic overflow: Left shift count is negative or greater than or equal to the operand size which is undefined behavior.

Arithmetic overflow: Left shift count is negative or greater than or equal to the operand size which is undefined behavior.

Buradan anladığımız üzere üst limitimiz de değişken boyutumuz, yani a << 32 diyemiyoruz, 32 bitlik bir int değişkeni için. Bunlar keyifli konular üzerinde oynayarak ve keyif alarak tecrübe edinebilirsiniz. Bir şeyi farketmiş olmanızı ümit ediyorum bu notaya kadar: eğer etmediyseniz, left shift operatörü aslında sayıyı 2 üzeri kaydırdığınız bit sayısı ile çarpar : yaani, 

1 << 1 demişseniz bu -> 1*2^1 demektir, sonuç olarak 2 üretir,

1 << 2 demişseniz bu -> 1*2^2 demektir, sonuç olarak 4 üretir,

1 << 3 demişseniz bu -> 1*2^3 demektir, sonuç olarak 8 üretir.

İlk örneğimizde a değişkenimiz 10 olsaydı ve b = a << 3; yazsaydık, 10*2^3 'ten 80 sonucuna ulaşacaktık. 10 luk sistemde de böyle değil mi bi sayıyı 10 ile çarpmak istediğimizde sağına bir sıfır ekliyoruz bitti gitti.

Gömülü sistemlerde nasıl karşımıza çıkar ona da bir bakış atalım; yine bir register 'e ait özel bit bitin değerini değiştirmek istediğimizde left shift operatörüne rastlamamız mümkün, buraya kadar gördüklerimizi de üst üste koymuş olalım :

  DDRB |= (1 << DDB1);
  PORTB |= (1 << PORTB1);
  PORTB &= ~(1 << PORTB1);

ilk satırı al setup 'ın içine diğer iki satırı da aralarına delay ekleyerek loop 'un içine at, bildiğimiz blink kodu. Şimdi bakalım şair burada ne anlatmak istemiş,

DDRB ; atmega328p için DataDirectionRegisterB den gelmekte, PORTB için giriş çıkış durumlarının belirlendiği register, kendisini |= yaparak eski konfigürasyonunu koruyarak 1 nolu pinini çıkış olarak ayarlamışız, peki neler olmuş burda adım adım bakalım:

DDRB 'nin başlangıç notasında 0000 0000 olduğunu kabul ediyoruz, DDB1 iom328p.h dosyasında 

#define DDB1 1

olarak tanımlanmış, bu yazarken ne yaptığımızı da görelim bilelim diye, o zaman parantez içinde şu olmuş (1 << 1 ) => 0000 0001 miş sola bir bit kaydırmışız 0000 0010 olmuş, sonra bu değerle DDRB yi orlamışız : 0000 0000 | 0000 0010 => 0000 0010 elde etmişiz, aslında basit değil mi? anlattıklarımın aynısı bir alt satır için de geçerli PORTB1 neymiş ona bakalım sadece :

#define PORTB1 1

o da 1 'miş yani tıpatıp aynısı, sadece PORTB yazmacına yazmış olduk.

Son satır biraz karmaşık gibi, ama değil. Şimdiye dek gördüklerimizden tek eksiğimiz ~ lambda işareti, bunun da olayı çok basit; önüne yerleştirilen operandın 1 lerini 0, 0 larını 1 yapar. Parantezin içi aynı: 0000 0010, ~ ile şu hale gelir => 1111 1101 sonra PORTB 'yi bir önceki satırda 0000 0010 yapmıştık, bununla & işlemine tabii tutuyoruz : 0000 0010 & 1111 1101 => 0000 0000, loop un içerisinde B portunun 1 numaralı pini bir HIGH bir LOW oluyor.

Kafanıza takılan bir şey olursa yorumlarda sormaya lütfen çekinmeyin, herkese kolay gelsin!

Bu arada ben bu left shift operatörüyle PORTB içinde çalışan bir kara şimşek kodu yazabilirim diyen cesur arkadaşım, seni yorumlara bekliyoruz,  😉 Bir tüyo lazım olabilir: sağa kaymak için right shift operatörünü kullanacaksın >> Bir sonraki konumuzda onu yazıyor olacağız.

Önceki konu: Bitwise And ~ C++ ve operatörü &

Sonraki konu: C++ Right Shift Operatörü

Yorumlar

Bu blogdaki popüler yayınlar

Arduino IDE Kod Satır Numaraları Nasıl Açılır

DMD2TUR | Arduino P10 Led Panel için Türkçe Karakter Desteği | Arduino P10 Led panel Türkçe yazı yazma

P10 Led Panel Nasıl Sürülür - Arduino kod