循环移位的学习

循环移位（Rotational Shift），也称为循环位移，是一种特殊的位移操作。在循环移位中，移出的位会被重新放入到另一端，从而实现循环效果。与逻辑移位和算术移位不同，循环移位不丢失任何位，而是保持所有位的存在。

 循环移位的定义

• 循环左移（Rotate Left）： 在循环左移中，所有的位向左移动指定的位数，最左边移出的位会被放置到最右边。例如，左移一位意味着最左侧的位会移动到最右侧。

• 循环右移（Rotate Right）： 在循环右移中，所有的位向右移动指定的位数，最右边移出的位会被放置到最左边。例如，右移一位意味着最右侧的位会移动到最左侧。

 操作示例

以一个8位二进制数 10110011 为例：

• 循环左移：
  • 循环左移一位：
    • 原始： 10110011
    • 结果： 01100111（最左边的1移到最右边）
• 循环右移：
  • 循环右移一位：
    • 原始： 10110011
    • 结果： 11011001（最右边的1移到最左边）

使用场景

循环移位在某些特定的算法和应用中非常有用，例如：

• 加密算法：许多加密算法使用循环移位来增加数据的复杂性。
• 哈希函数：在某些哈希算法中，通过循环移位来减少碰撞。
• 位图处理：图像处理中的一些操作可能需要循环位移，以处理像素数据。

 代码示例（以C语言为例）

#include <stdio.h>

unsigned char rotate_left(unsigned char value, int shifts) {
    return (value << shifts) | (value >> (8 - shifts));
}

unsigned char rotate_right(unsigned char value, int shifts) {
    return (value >> shifts) | (value << (8 - shifts));
}

int main() {
    unsigned char num = 0b10110011; // 179 

    unsigned char left_rotated = rotate_left(num, 1);
    unsigned char right_rotated = rotate_right(num, 1);

    printf("Original: %02X\n", num);
    printf("Left Rotated: %02X\n", left_rotated);   // 63 
    printf("Right Rotated: %02X\n", right_rotated); // B3 

    return 0;
}