C语言学习 - 位操作运算符

位运算是两个变量的二进制进行运算。

位或运算符

• 位或运算符：|
• 位或运算：
  0|1 = 1
  0|0 = 0
  1|1 = 1
• 使用场合：对二进制数的若干位置1，其余位不变。
• 具体方法：要置1的位位或1，其余不变的位位或0。
• 位或运算实例：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 8;
    int b = 7;

    printf("%d", a|b);

    return 0;
}

以上程序输出：

15

解析：
8的二进制表示方式为1000,7的二进制表示方式为01111，8|7 = 15即：

  1000
| 0111
= 1111

位与运算符

• 位与运算符：&
• 位与运算：
  0&1 = 0
  0&0 = 0
  1&1 = 1
• 使用场合：对二进制数的若干位置1，其余位不变。
• 具体方法：要置0的位位与0，其余不变的位位与1。
• 位与运算实例：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 8;
    int b = 7;

    printf("%d", a&b);

    return 0;
}

以上程序输出：

0

解析：
8的二进制表示方式为1000,7的二进制表示方式为01111，8&7 = 0即：

  1000
& 0111
= 0000

位异或运算符

• 位异或运算符：^
• 位异或运算：
  0^1 = 1
  0^0 = 0
  1^1 = 1
• 使用场合：对二进制数的若干位置反（1变0，0变1），其余位不变。
• 具体方法：要置反的位位异或1，其余不变的位位异或0。
• 位异或运算实例：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 8;
    int b = 7;

    printf("%d", a^b);

    return 0;
}

以上程序输出：

15

解析：
8的二进制表示方式为1000,7的二进制表示方式为01111，8^7 = 15即：

  1000
^ 0111
= 1111

位非运算符

• 位非运算符：~
• 位非运算：
  ~1 = 0
  ~0 = 1
• 使用场合：对二进制数按位取反。
• 位非运算实例：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 8;

    printf("%d", ~a);

    return 0;
}

以上程序输出：

-9

解析：
在内存中，数值都是以二进制补码形式保存的。正数的补码和原码一样，负数求补码的规则为符号位不变，将剩余位取反，得到反码，在反码的基础上最后一位加1。
8的二进制表示方式：0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,1000
~8的二进制表示方式：1111,1111,1111,1111,1111,1111,1111,0111
符号位（最左边位）为1，表示负数，按照负数求补码的规则，符号位不变，将剩余位取反，得到反码：
1000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,1000
在反码的基础上最后一位加1：
1000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,1001

• 位非运算小技巧：
  ~(n) = -(n+1)

移位运算

• 移位运算针对整型
• 移位运算可分为：左移和右移
• 左移分为逻辑左移和算术左移
  左移运算：a<<n 即把a乘以2的n次幂，如：10<<3 即 10*2^3=80
  【逻辑左移】：
  正数：低位补0高位丢失
  负数：低位补0高位丢失
  【算术左移】：
  正数： 低位补0高位丢失
  负数：低位补0高位丢失
• 右移分为逻辑右移和算术右移
  在右移中对于负数采用逻辑右移还是算术右移取决于编译器（gcc采用算术右移）。
  右移运算：a>>n 即把a除以2的n次幂，如：80>>3 即 80/2^3=10
  【逻辑右移】：
  正数：高位补0低位丢失
  负数：高位补0低位丢失
  【算术右移】：
  正数：高位补0低位丢失
  负数：高位补1低位丢失
• 位移运算实例：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 40;

    printf("a<<5：%d\n", a<<5);
    printf("b>>3：%d\n", b>>3);

    return 0;
}

以上程序输出：

a<<5：320
b>>3：5