Как выше написал, я электронщик, а в электронике сдвиг это просто провода по диагонали, добавить нолики в младшие разряды результата и сделать ИЛИ тому что ушло за разрядность для контроля переполнения. Т.е. максимум один такт вычисления.
И возведение в степень: это во первых очень сложная операция умножения, которая основана на сложении и еще надо в цикле все выполнять. Тут такты считать устанешь.

maytonДим. Мне кажется это сильно упрощение. Мне кажется здесь ключевое слово не электроника
а набор инструкций. Например 1 раунд шифрования за 1 инструкцию. А сдвиг это уже мелочи.
Реализация в электронике определяет время выполнения инструкций. Вот я к чему.
По сути любая электроника это тоже набор инструкций. Только в железе. Базовые блоки всей цифровой электроники - элементы И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, НЕ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (XOR). Каждый это несколько транзисторов/диодов/резисторов . Вот время прохождения транзистора это и есть константа, а сколько транзисторов надо пройти для выполнения каждой инструкции асма зависит от инструкции.
Например при выполнении A<<1 все разряды обрабатываются параллельно, тут просто надо скоммутировать 0й разряд входа с 1м выхода и т.д. (готовой схемы не нашел, рисовать лень), а если сделать A+A то уже каскад из одноразрядных сумматоров (рис.10) , т.е. последовательно складываем 0-е разряды, получаем 0-й разряд результата и бит переполнения, передаем его следующему блоку который берет его и 1е разряды и т.д. последовательно каждый разряд. В итоге получили что для 32бит A<<1 в 32 раза быстрее A+A. Это упрощенно, в реале за счет большого количества транзисторов (базовых блоков) можно ускорить например сделав 8-битный сумматор, где 8 разрядов будут параллельно обрабатываться, тогда каскад будет из 4х сумматоров.

Вобщем я к тому что измерение скорости в количестве инструкций процессора это очень грубое измерение.

maytonСдвиги сдвигами но умножение на степень
двойки для отрицательных чисел надо реализовать особо
двоичное представление отрицательных таково что знак не мешает
Значение двоичное представление-11111b-21110b-41100b

maytonНу правильно. Ты должен гарантировать что будут сгенерированы инструкции SAL/SAR
для знакового типа. Только где в части стандарта С++ описано поведение знаковых
сдвигов?
Зависит от того каком представлении хранятся отрицательные числа. Если это дополнительное представление (т.е. отрицательное это 2^R - |X|, где R разрядность) то <<1 равносильно умножению на 2. Насколько я знаю везде используют дополнительное представление, т.к. оно намного удобнее для воплощения мат.операций в железе. Т.к. многие операции делаются одинаково независимо от вида операндов (со знаком и без) Например сложение, потом SHR и SAR это вообще синонимы одной и той же команды. ЕМНИП вычитания как такового вообще нет в железе, второй операнд переводится в дополнительную форму и дальше сложение.

maytonDima T, а много ты из практики видел альтернативных способов представления знакового целого?
Практики у меня немного, кроме x86 можно сказать ничего не видел, но когда мы изучали двоичную математику (шла в курсе схемотехники год-полтора по 5-6 пар в неделю) про альтернативные варианты нам не рассказывали.

maytonНо в своей практике я встречал формат классического 32х битного целого для last-endian (x86)
и big-endian (x86_64,spark,Java).
endian тут вообще ни при чем, это просто порядок читать биты справа-налево или слева-направо, битовый сдвиг ведь сдвиг в сторону старших/младших, а где они (справа или слева) вообще пофиг.

maytonКстати Java определяет две операции правого сдвига ">>" и ">>>".
Ну так есть два вида сдвига: обычный и циклический. Второй по кругу, то что выпало вставляется с другой стороны. Почитай хэлп почти уверен что >>> циклический.

ИзопропилDima TПочитай хэлп почти уверен что >>> циклический.
не угадал - просто беззнаковый сдвиг
а в жаве типов чтоли нет?

maytonDima Tпропущено...

а в жаве типов чтоли нет?
Все типы - знаковые с точки зрения арифметики целых чисел.
Но в момент битовых операций 'and','or','xor' обладают семантикой unsidned.
Тогда понятно, нет беззнаковых для того и костыль >>>