C语言基础之位运算（一）
C语言基础之位运算（一）
C语言基础之位运算（二）
C语言基础之位运算（三）
内存存储的基本单位
1 和 0是计算机存储的基本单元，在计算机设备中看到的所有一切都是1和0两个数组成的，一个即一个位，即二进制中的一个数位，8位（bit）一个字节；反过来说，就是1字节是8位的数据，可以表示0-255共256个数字，即1Byte(字节) = 8Bit(位)。
拓展：
十六进制、二进制、字节等三者之间的关系
1个十六进制数位对应4个二进制数位(即2^4)；2个十六进制数位对应8个二进制数位(即2^8)；即1个字节。
1个字节=（2 * 1）个十六进制数位=（2 * 4）个二进制数位。
🌰例子：
0xFF = 1111 1111;
oxF = 1111 = 8+4+2+1 = 15;// 一个十六进制数位 = 4个二进制数位；4个二进制数最大表示为15；
例题：十六进制0xF6 转 二进制
F = 1111
6 = 0110
0xF6 = 1111 0110
解析：把十六进制中每个位数上的数单独转换成一个4位的二进制数，再做拼接。
1、按位与 &
1.1、描述：
-
位与时，两个操作数是按二进制位彼此对应位相与； - 若同为 1 则结果为 1；否则结果为 0；
1.2、真值表：
- 1&1=1；1&0=0；0&1=0；0&0=0;
1.3、特点：
- 与1位与无变化；与0位与变为0；
- 清零，任何数和0相与，结果为0；
- 若要取出指定位的值，取哪一位，就把对应的位定为1；
1.4、举例：
- 对于16位二进制数据data = 0000 1010 1110 0111；如何取出result数据的低4位 ？
// 0x000f = 0000 0000 0000 1111
// 通过按位与上data后，得到result = 0000 0000 0000 0111，就得到低4位数据0111；
int result = data & 0x000f;
2、按位或 |
2.1、描述：
-
位或时，两个操作数是按二进制位彼此对应位相或； - 只要有一个为 1 则结果为 1；否则结果为 0；
- 负数按补码的形式参加按位或运算；
2.2、真值表：
- 1 | 1=1；1 | 0=1；0 | 1=1；0 | 0=0;
2.3、特点：
- 与1位或变成1，与0位或无变化；
- 将数据的某些位，置为1；
2.4、举例：
- 2.4.1、计算10进制数据2和3的按位或
2 | 3 // 十进制
0000 0010 // 2 的二进制
0000 0011 // 3 的二进制
0000 0011 // 按位或的二进制结果，所以转为10进制就是3
- 2.4.2、将data = 1111 0000的低4位置为1
1111 0000
0000 1111
1111 1111 // 低4位置位1的结果
3、按位取反 ~
3.1、描述：
- 将操作数的二进制位逐个
取反； - 即0变1，1变0；
3.2、特点：
- 配合按
位与把一个数的指定位设置为0
3.3、举例：
- 3.3.1、对10进制数2位取反，即~2
data = 0000 0010
result = 111 1101 // 位取反后的结果
- 3.3.2、将data = 1000 1111按位与（~1）
1000 1111 // data
1111 1110 // ~1 即 ~(0000 0001)
1000 1110 // result = data & ~(1)，此时data最低一位置为了0
4、按位异或 ^
4.1、描述：
- 若对应的位不同则为1；对应位相同则为0；
- 即异或就是
相异为1，相同则为0；
4.2、真值表：
- 1^1=0; 0^0=0; 1^0=1; 0^1=1;
4.3、特点：
- 特定位翻转，哪一位需要翻转就把对应的位设置为1；
- 任何值和0异或，原值保持不变；
- 异或运算可以交换位置；如：1^2^3 == 2^1^3
- 相同的数异或等于0：1^1==0; a^b^a ==b;
4.4、举例：
- 计算10进制数2^3的结果
2 ^ 3
0000 0010
0000 0011
0000 0001 // 2 ^ 3的结果为1
5、左移运算 <<
5.1、描述：
- 二进制位全部
左移若干位，左边的丢弃，右边的补0（无符号数据类型）；
5.2、特点：
- 若左移时，舍弃的最高位不包含1时，则每左移一位，就乘以一次2；
- 所以a <<n的结果就是a乘以2的n次方；(a << n) == a * 2n;
5.3、举例：
- 将十进制3按位左移2，即3<<2, 求结果。
0000 0011 // 3
0000 1100 // 12 == 3按位左移2
6、右移运算 >>
6.1、描述：
- 二进制位全部
右移若干位，右边的丢弃，左边的补0（无符号数据类型）； - 注意：对于
有符号的数据类型，当值为正数时，右边的丢弃，左边的补0；当值为负数时，右边的丢弃，左边的补1；
6.2、特点：
- 若右移时，舍弃的最高位不包含1时，则每右移一位，就除以一次2；
- 所以a>>n的结果就是a除以2的n次方；(a >> n) == a / 2n;
6.3、举例：
- 对于16位二进制数据data = 0000 1010 1110 0111；如何取出result数据的第5-8位？
// 0x00f0 = 0000 0000 1111 0000, 将data和0x00f0按位与，结果result = 0000 0000 1110 0000
// 然后像右移4位 ，得到最终所需要的数据result_number = 0000 0000 0000 1110
int result_number = (data & 0x00f0) >> 4;
