C语言学习笔记精讲篇1 - 位操作符的基本概念

Posted 2021-04-25 redeemer奇

本节讲解C语言中常用的位操作符，如位与、位或、位取反、位异或、左移右移等。目的在于让大家系统学习各种位操作的操作符及真值表。

1、常见的位操作符和逻辑操作符区分

序号	位操作符	逻辑操作符
1	位与 &	逻辑与 &&
2	位或 l	逻辑或 ll
3	位取反 ~	逻辑取反 ！
4	位异或 ^	无
5	位左移 <<	无
6	位右移 >>	无

2、常见的位操作符分析

2.1、位与 &

2.1.1、特点

位与符号是一个&，只有1和1位与结果为1，其余全是0
注意：两个&&是逻辑与。

2.1.2、真值表

• 1&0=0

• 1&1=1

• 0&0=0

• 0&1=0

2.1.3、位与和逻辑与的区别

• 位与时两个操作数是按照二进制位彼次对应位相与的

• 逻辑与是两个操作数作为整体来相与的。

举例：

• 0xAA&0xF0=0xA0

• 0xAA && 0xF0=1

2.2、位或 |

2.2.1、特点

位或符号是一个|，只有2个0相位或才能得到0，只要有1个1结果就一定是1
注意：两个||是逻辑或。

2.2.2、真值表

• 1|0=1    

• 1|1=1    

• 0|0=0    

• 0|1=1

2.2.3、位或和逻辑或的区别

1. 位或时两个操作数是按照二进制位彼次对应位相与的

2. 逻辑或是两个操作数作为整体来相或的。

2.3、位取反 ~

2.2.1、特点

C语言中位取反是~，按位取反是将操作数的二进制位逐个按位取反（1变成0，0变成1）。
注意：C语言中的逻辑取反是!

2.2.2、真值表

~1101 = 0010；

2.2.3、位取反和逻辑取反的区别

1. 按位取反是将操作数的二进制位逐个按位取反（1变成0，0变成1）

2. 而逻辑取反是真（在C语言中只要不是0的任何数都是真）变成假（在C语言中只有0表示假）、假变成真。

实验：

1. 任何非0的数被按逻辑取反再取反就会得到1；

2. 任何非0的数倍按位取反再取反就会得到他自己；

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    // 按位和按逻辑取反
    unsigned int a = 45;
    unsigned int b, c;
    b = ~a;                     // 按位取反，逐个位操作，1变0，0变1
    c = !a;                     // 按逻辑取反，真变假，假变真
    printf("b = %u.\n", b);
    printf("c = %d.\n", c);
    return 0;
}

2.4、位异或 ^

2.4.1、特点

2个数如果相等结果为0，不等结果为1。
记忆方法：异或就是相异就或操作起来。

2.4.2、真值表

• 1^1=0    

• 0^0=0    

• 1^0=1    

• 0^1=1

实验：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    /*
     *  45:101101
     *  23:010111
     *  58:111010       ^操作
     */
    // 位异或
    unsigned int a = 45, b = 23;
    unsigned int c;
    c = a ^ b;                  // 58
    printf("c = %d.\n", c);
    return 0;
}

2.5、左移位 << 与右移位 >>

C语言的移位要取决于数据类型：

1. 对于无符号数，左移时右侧补0（相当于逻辑移位）

2. 对于无符号数，右移时左侧补0（相当于逻辑移位）

3. 对于有符号数，左移时右侧补0（叫算术移位，相当于逻辑移位）

4. 对于有符号数，右移时左侧补符号位（如果正数就补0，负数就补1，叫算术移位）

注意：嵌入式中研究的移位，以及使用的移位都是无符号数

2.6、位与、位或、位异或的特点总结：

1. 位与：（任何数，其实就是1或者0）与1位与无变化，与0位与变成0

2. 位或：（任何数，其实就是1或者0）与1位或变成1，与0位或无变化

3. 位异或：（任何数，其实就是1或者0）与1位异或会取反，与0位异或无变化

结束

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