C語言位運算符及作用:與、或、異或、取反、左移和右移


一、& 按位與

如果兩個相應的二進制位都為1,則該位的結果值為1,否則為0
應用:
(1)清零
若想對一個存儲單元清零,即使其全部二進制位為0,只要找一個二進制數,其中各個位符合一下條件:
原來的數中為1的位,新數中相應位為0。然后使二者進行&運算,即可達到清零目的。
a 00101011
b 10010100
c 00000000 //c = a & b

(2)取一個數中某些指定位
若有一個整數a(2byte),想要取其中的低字節,只需要將a與8個1按位與即可。
a 00101100 10101100
b 00000000 11111111
c 00000000 10101100 //c = a & b

(3)保留指定位:
a 01010100
b 00111011
c 00010000 //c = a & b

二、| 按位或
兩個相應的二進制位中只要有一個為1,該位的結果值為1。借用邏輯學中或運算的話來說就是,一真為真
應用:將一個數據的某些位定值為1
a 00110000
b 00001111
c 00111111 //c = a | b

三、^ 按位異或
若參加運算的兩個二進制位值相同則為0,否則為1
應用:不用臨時變量,交換兩個值

計算前:
a=3,即011(2);b=4,即100(2)

計算過程:
a=a ^ b; //即111 = 011 ^ 100
b=b ^ a; //即011 = 100 ^ 111
a=a ^ b; //即100 = 111 ^ 011

計算后:
a=100(2)即 4 ;b = 011(2)即 3;

四、~ 取反
~是一元運算符,用來對一個二進制數按位取反,即將0變1,將1變0

五、<< 左移
用來將一個數的各二進制位全部左移N位,右補0

六、>> 右移
將一個數的各二進制位右移N位,移到右端的低位被舍棄,對於無符號數,高位補0

七、原碼, 反碼, 補碼的基礎概念和計算方法
在探求為何機器要使用補碼之前, 讓我們先了解原碼, 反碼和補碼的概念《雜諞桓鍪? 計算機要使用一定的編碼方式進行存儲。原碼, 反碼, 補碼是機器存儲一個具體數字的編碼方式.

(1)原碼
原碼就是符號位加上真值的絕對值, 即用第一位表示符號, 其余位表示值.

比如如果是8位二進制:

[+1]原 = 0000 0001
[-1]原 = 1000 0001

第一位是符號位. 因為第一位是符號位, 所以8位二進制數的取值范圍就是:
[1111 1111 , 0111 1111] 即 [-127 , 127]

原碼是人腦最容易理解和計算的表示方式。

(2)反碼
反碼的表示方法是:

正數的反碼是其本身
負數的反碼是在其原碼的基礎上, 符號位不變,其余各個位取反.

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反

可見如果一個反碼表示的是負數, 人腦無法直觀的看出來它的數值. 通常要將其轉換成原碼再計算.

(3)補碼
補碼的表示方法是:

正數的補碼就是其本身
負數的補碼是在其原碼的基礎上, 符號位不變, 其余各位取反, 最后+1. (即在反碼的基礎上+1)

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]補
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]補

對於負數, 補碼表示方式也是人腦無法直觀看出其數值的. 通常也需要轉換成原碼在計算其數值.

補碼舉例:16位的變量求補碼,比如-266的補碼求法:( ( 266 ^ 0xffff ) + 1 ) 結果是0xfef6

參考:http://liuye066.iteye.com/blog/707114


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