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C语言的6个位运算符

2016-11-09 10:39 169 查看
一、位运算的概念
位运算是指按二进制进行的运算。在系统软件中,常常需要处理二进制位的问题。C语言提供了6个位操作运算符(简称位运算符)。这些运算符只能用于整型操作数,即只能用于带符号或无符号的char,short,int与long类型。
二、C语言提供的位运算符列表



三、每个运算符的具体含义
1、&(按位与):如果两个相应的二进制位都为1,则该位的结果值为1,否则为0

2、|(按位或):两个相应的二进制位中只要有一个为1,该位的结果值为1

3、^(按位异或):
若参加运算的两个二进制位值相同则为0,否则为1;^还可以理解为没有进制的加法!这个对于A被B异或两次还是A的理解有很大帮助!

4、~ (取反): ~是一元运算符,用来对一个二进制数按位取反,即将0变1,将1变0

5、<<(左移):用来将一个数的各二进制位全部左移N位,右补0

6、>>(右移):将一个数的各二进制位右移N位,移到右端的低位被舍弃,对于无符号数,高位补0
四、用法分析
1、“按位与”运算符(&

按位与是指:参加运算的两个数据,按二进制位进行“与”运算。如果两个相应的二进制位都为1,则该位的结果值为1;否则为0。这里的1可以理解为逻辑中的true,0可以理解为逻辑中的false。按位与其实与逻辑上“与”的运算规则一致。逻辑上的“与”,要求运算数全真,结果才为真。
若,A=true,B=true,则A∩B=true
例如:3&5 3的二进制编码是11(2)。(为了区分十进制和其他进制,本文规定,凡是非十进制的数据均在数据后面加上括号,括号中注明其进制,二进制则标记为2)内存储存数据的基本单位是字节(Byte),一个字节由8个位(bit)所组成。位是用以描述电脑数据量的最小单位。二进制系统中,每个0或1就是一个位。将11(2)补足成一个字节,则是00000011(2)。5的二进制编码是101(2),将其补足成一个字节,则是00000101(2)

按位与运算:
00000011(2)
&00000101(2)
00000001
由此可知3&5=1
c语言代码:
#include <stdio.h>
main( ) {
int a=3;
int b= 5;
printf("%d",a&b);
}


按位与的用途:

1)清零

若想对一个存储单元清零,即使其全部二进制位为0,只要找一个二进制数,其中各个位符合一下条件:
原来的数中为1的位,新数中相应位为0。然后使二者进行&运算,即可达到清零目的。

例:原数为43,即00101011(2),另找一个数,设它为148,即10010100(2),将两者按位与运算:

00101011(2)

&10010100(2)

00000000(2)

c语言源代码:

#include<stdio.h>

main()

{

int a=43;

int b =148;

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

}

(2)取一个数中某些指定位

若有一个整数a(2byte),想要取其中的低字节,只需要将a与8个1按位与即可。

a 00101100 10101100

b 00000000 11111111

c 00000000 10101100

(3)保留指定位:

与一个数进行“按位与”运算,此数在该位取1.

例如:有一数84,即01010100(2),想把其中从左边算起的第3,4,5,7,8位保留下来,运算如下:

01010100(2)

&00111011(2)

00010000(2)

即:a=84,b=59

c=a&b=16

c语言源代码:

#include<stdio.h>

main()

{

int a=84;

int b =59;

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

}

2、“按位或”运算符(|

两个相应的二进制位中只要有一个为1,该位的结果值为1。借用逻辑学中或运算的话来说就是,一真为真


例如:60(8)|17(8),将八进制60与八进制17进行按位或运算。

00110000

|00001111

00111111

c语言源代码:

#include<stdio.h>

main()

{

int a=060;

int b =017;

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

}

应用:按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为1。例如:如果想使一个数a的低4位改为1,则只需要将a与17(8)进行按位或运算即可。

3、交换两个值,不用临时变量

例如:a=3,即112);b=4,即1002)。

想将a和b的值互换,可以用以下赋值语句实现:

a=ab;

b=ba;

a=ab;

a=011(2)

)b=100(2)

a=111(2)ab的结果,a已变成7)

)b=100(2)

b=011(2)ba的结果,b已变成3)

)a=111(2)

a=100(2)(a∧b的结果,a已变成4)

等效于以下两步:


执行前两个赋值语句:“a=a∧b;”和“b=b∧a;”相当于b=b∧(a∧b)。


再执行第三个赋值语句:
a=a∧b。由于a的值等于(a∧b),b的值等于(b∧a∧b),
因此,相当于a=a∧b∧b∧a∧b,即a的值等于a∧a∧b∧b∧b,等于b。

很神奇吧!

c语言源代码:

#include<stdio.h>

main()

{

int a=3;

int b =4;

a=a^b;

b=b^a;

a=a^b;

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

}

4、“取反”运算符(~

他是一元运算符,用于求整数的二进制反码,即分别将操作数各二进制位上的1变为00变为1

例如:~77(8)

源代码:

#include <stdio.h>

main()

{

inta=077;

printf("%d",~a);

}

5、左移运算符(<<
左移运算符是用来将一个数的各二进制位左移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负
值),其右边空出的位用0填补,高位左移溢出则舍弃该高位。

例如:将a的二进制数左移2位,右边空出的位补0,左边溢出的位舍弃。若a=15,即00001111(2),左移2
位得00111100(2)。

源代码:

#include <stdio.h>

main()

{

int a=15;

printf("%d",a<<2);

}

左移1位相当于该数乘以2,左移2位相当于该数乘以2*2=4,15<<2=60,即乘了4。但此结论只适用于该
数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况。

假设以一个字节(8位)存一个整数,若a为无符号整型变量,则a=64时,左移一位时溢出的是0
,而左移2位时,溢出的高位中包含1。

6、右移运算符(>>

右移运算符是用来将一个数的各二进制位右移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负
值),移到右端的低位被舍弃,对于无符号数,高位补0。对于有符号数,某些机器将对左边空出的部分
用符号位填补(即“算术移位”),而另一些机器则对左边空出的部分用0填补(即“逻辑移位”)。注
意:对无符号数,右移时左边高位移入0;对于有符号的值,如果原来符号位为0(该数为正),则左边也是移
入0。如果符号位原来为1(即负数),则左边移入0还是1,要取决于所用的计算机系统。有的系统移入0,有的
系统移入1。移入0的称为“逻辑移位”,即简单移位;移入1的称为“算术移位”。

例: a的值是八进制数113755:

a:1001011111101101 (用二进制形式表示)

a>>1:0100101111110110 (逻辑右移时)

a>>1:1100101111110110 (算术右移时)

在有些系统中,a>>1得八进制数045766,而在另一些系统上可能得到的是145766。TurboC和其他一些C
编译采用的是算术右移,即对有符号数右移时,如果符号位原来为1,左面移入高位的是1。

源代码:

#include <stdio.h>

main()

{

int a=0113755;

printf("%d",a>>1);

}

7、位运算赋值运算符
位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符。

例如: &=,|=, >>=, <<=,
∧=

例: a & = b相当于 a = a & b

a << =2相当于a = a << 2

原文地址: http://www.cnblogs.com/yezhenhan/archive/2011/11/06/2238452.html
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标签:  c语言 位运算