位运算

位运算包括逻辑运算和移位运算，相应地，位运算符包括逻辑运算符(包括~、&、|和^)和移位运算符(包括>>、<<和>>>)。

1、逻辑运算符

1.1 & 位与运算

位与运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑与运算。例如：int型常量4和7进行位与运算的运算过程如下：4=0000 0000 0000 0100 &7 =0000 0000 0000 0111= 0000 0000 0000 0100。

1.2 | 位或运算

位或运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑或运算。例如：int型常量5和7进行位或运算的表达式为5|7，结果如下：5= 0000 0000 0000 0101 | 7= 0000 0000 0000 0111=0000 0000 0000 0111。

1.3 ^ 位异或运算

位异或运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑异或运算。只有当对应位的二进制数互斥的时候，对应位的结果才为真。例如：int型常量5和7进行位异或运算的表达式为5^7，结果如下：5=0000 0000 0000 0101^7=0000 0000 0000 0111 = 0000 0000 0000 0010。

1.4 ~ 位非运算

位非运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑非运算。

2、移位运算符

2.1 位左移运算

左移运算的实质是将对应的数据的二进制值逐位左移若干位，并在空出的位置上填0，最高位溢出并舍弃。例如int a,b;

a=5;

b=a<<2;

则b=20，分析过程如下：
(a)10=(5)10=(0000 0000 0000 0101)2
b=a<<2;
b=(0000 0000 0001 0100)2=(20)10
从上例可以看出位运算可以实现二倍乘运算。由于位移操作的运算速度比乘法的运算速度高很多。因此在处理数据的乘法运算的时，采用位移运算可以获得较快的速度。提示：将所有对2的乘法运算转换为位移运算，可提高程序的运行效率。

2.2 位右移运算

位右移运算的实质是将对应的数据的二进制值逐位右移若干位，并舍弃出界的数字。如果当前的数为无符号数，高位补零。例如：
int (a)10=(5)10=(0000 0000 0000 0101)2
b=a>>2;
b=(0000 0000 0000 0001)2=(1)10
如果当前的数据为有符号数，在进行右移的时候，根据符号位决定左边补0还是补1。如果符号位为0，则左边补0；但是如果符号位为1，则根据不同的计算机系统，可能有不同的处理方式。可以看出位右移运算，可以实现对除数为2的整除运算。
提示：将所有对2的整除运算转换为位移运算，可提高程序的运行效率。

2.3 复合位运算符

在C语言中还提供复合的位运算符，如下：
&=、!=、>>=、<<=和^=
例如：a&=0x11等价于 a= a&0x11，其他运算符以此类推。
不同类型的整数数据在进行混合类型的位运算时，按右端对齐原则进行处理，按数据长度大的数据进行处理，将数据长度小的数据左端补0或1。例如char a与int b进行位运算的时候，按int 进行处理，char a转化为整型数据，并在左端补0。
补位原则如下：

1. 对于有符号数据：如果a为正整数，则左端补0，如果a 为负数，则左端补1。
2. 对于无符号数据：在左端补0。