C语言 位运算符详解 （使用二进制实例深入学习理解位运算符使用原理）

Posted 2021-10-18 2654501228

C语言中位运算符共有六种

目录

1.&（按位与）

2. |（按位或）

3.^（按位抑或）

4.~（按位取反）

5.<<（左移）

6. >>（右移）

位（ bit ） 是计算机中表示信息的最小单位，一般用 0和 1表示。位运算符是对其操作数按其二进制形式逐位进行运算。

注： 参加位运算的 操作数必须为整数。

接下来我们逐一讲解位运算符的计算原理

1.&（按位与）

  用于清零、取某些指定位、保位

（&的计算原理）

0 & 0 = 0，     1 & 0 = 0，    1 & 1 = 1.

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int a=3,b=5,c;
	c=a&b;
	printf("%d",c);  //结果c=1
	return 0;
 

上面使用 按位与&  的一段程序运行结果为c=1

 我们用二进制来分析一下它的计算规则。

a=3  二进制为 0000 0011

b=5  二进制为 0000 0101

---

a&b  的意思就是01算法，通俗来讲a和b的第八位都为1，所以第8位&后的结果为1，前面7位&后的结果都为0

按位计算结果是0000 0001

---

所以最终c=a&b的结果为c=1

（1）清零 

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int a=3,b=0,c;
	c=a&b;
	printf("%d",c);  //结果c=0
	return 0;
 

a=3  二进制为 0000 0011

b=0  二进制为 0000 0000

---

a&b  8个位的运算结果都为0

所以最终c=0

（2） 取某些指定位

假定a=5，二进制为0000 0011

我们要取a的第3黑第6位

只需计算

0000 0101和1111 1111的结果

可得 c的二进制为0000 0101

所以a的第3位为0，第6位为1

 （3）保位

 例如计算a&b要保a的哪一位，只需将b中对应的位设为1，其余的位设为0.即可实现a的保位

2. |（按位或）用于对一个数据的某些位定值为1

对应位之间按位或的计算 即  0 | 0= 0 ,  1 | 0= 1  ， 0 | 1= 1  ,  1 | 1= 1 

（ | 的计算原理）

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int a=3,b=5,c;
	c=a|b;
	printf("%d",c);  //c的结果=7
	return 0;
 

 c=a|b

a=3  二进制为 0000 0011

b=5  二进制为 0000 0101

计算结果为0000 0111 即c=7

3.^（按位抑或）

（计算原理）

对应位置见的抑或运算，相同为0，相异为1

即 0 ^ 0=0  ， 0 ^ 1= 1  ， 1 ^ 0= 1  ， 1 ^ 1= 0 。

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int a=3,b=5,c;
	c=a^b;
	printf("%d",c);//c的结果为6
	return 0;
 

c=a^b

a=3  二进制为 0000 0011

b=5  二进制为 0000 0101

计算结果为0000 0110 即c=6

 4.~（按位取反）

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int b=5,c;
	c=~b;
	printf("%d",c);//c的结果为-6
	return 0;
 

b=5  b的二进制为0000 0101

~b为1111 1010，用十进制表示即为-6。

5.<<（左移） 

右边空出的位用 0 填补，高位左移溢出则舍弃该高位。左移1 位相当于该数乘以 2 ，但只 适用于该数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1 的情况。

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int b=5,c,d;
	c=b<<1;
	d=b<<3;
	printf("c=%d d=%d",c,d);//最终结果c=10,d=40
	return 0;
 

b<<左移n个单位即b乘以2^n

 6. >>（右移）

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int b=40,c,d;
	c=b>>1;
	d=b>>3;
	printf("c=%d d=%d",c,d);//结果为c=20,d=5
	return 0;
 

b<<左移n个单位即b除以2^n