一、按位與 &
1.概念:參加運算的兩個對象,按二進制位進行“與”運算,負數按補碼形式參加按位與運算。
2.規則
0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
即:兩位同時為“1”,結果才為“1”,否則為0
例如:4&30 即 0000 0100 & 0001 1110 = 0000 0100 是以,4&30的值得4
3.注意事項和用途
注意:負數按補碼形式參加按位與運算
用途:
清零:如果想将一個單元清零,即使其全部二進制位為0,隻要與一個各位都為零的數值相與,結果為零。
取一個數中指定位:
找一個數,對應X要取的位,該數的對應位為1,其餘位為零,此數與X進行“與運算”可以得到X中的指定位。
例:設X=10101110,
取X的低4位,用 X & 0000 1111 = 0000 1110 即可得到;
還可用來取X的2、4、6位。
二、按位或 |
1.概念:參加運算的兩個對象按二進制位進行“或”運算,負數按補碼形式參加按位與運算。
2.規則
運算規則:0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0;
即:參加運算的兩個對象,如果兩個相應位為“異”(值不同),則該位結果為1,否則為0。
例如:4|30 即 0000 0100 | 0001 1110 = 0000 0100 是以,4|30的值得30
3.用途
常用來對一個資料的某些位置1:找到一個數,對應X要置1的位,該數的對應位為1,其餘位為零。此數與X相或可使X中的某些位置1。
例:将X=10100000的低4位置1 ,用 X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。
三、按位異或運算^
1.概念:參加運算的兩個資料,按二進制位進行“異或”運算
2.規則
運算規則:0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0;
即:參加運算的兩個對象,如果兩個相應位為“異”(值不同),則該位結果為1,否則為0。
例如:4^30 即 0000 0100 ^ 0001 1110 = 0001 1010 是以,4^30的值得26
3.用途
使特定位翻轉找一個數,對應X要翻轉的各位,該數的對應位為1,其餘位為零,此數與X對應位異或即可。
例:X=10101110,使X低4位翻轉,用X ^ 0000 1111 = 1010 0001即可得到。
與0相異或,保留原值 ,X ^ 0000 0000 = 1010 1110。
四、取反運算符~
1.概念:參加運算的一個資料,按二進制位進行“取反”運算。
2.規則
運算規則:~1=0; ~0=1;
即:對一個二進制數按位取反,即将0變1,1變0。
使一個數的最低位為零,可以表示為:a&~1。
五、左移運算符<<
1.概念:将一個運算對象的各二進制位全部左移若幹位(左邊的二進制位丢棄,右邊補0)。
2.規則
int i = 1;
i = i << 2; //把i裡的值左移2位
也就是說,1的2進制是000...0001(這裡1前面0的個數和int的位數有關,32位機器,gcc裡有31個0),左移2位之後變成 000...0100,也就是10進制的4,是以說左移1位相當于乘以2,那麼左移n位就是乘以2的n次方了(有符号數不完全适用,因為左移有可能導緻符号變化,下面解釋原因)
需要注意的一個問題是int類型最左端的符号位和移位移出去的情況.我們知道,int是有符号的整形數,最左端的1位是符号位,即0正1負,那麼移位的時候就會出現溢出,例如:
int i = 0x40000000; //16進制的40000000,為2進制的01000000...0000
i = i << 1;
那麼,i在左移1位之後就會變成0x80000000,也就是2進制的100000...0000,符号位被置1,其他位全是0,變成了int類型所能表示的最小值,32位的int這個值是-2147483648,溢出.如果再接着把i左移1位會出現什麼情況呢?在C語言中采用了丢棄最高位的處理方法,丢棄了1之後,i的值變成了0.
左移裡一個比較特殊的情況是當左移的位數超過該數值類型的最大位數時,編譯器會用左移的位數去模類型的最大位數,然後按餘數進行移位,如:
int i = 1, j = 0x80000000; //設int為32位
i = i << 33; // 33 % 32 = 1 左移1位,i變成2
j = j << 33; // 33 % 32 = 1 左移1位,j變成0,最高位被丢棄
3.計算方法
2<<1 的值是:2*(2^1) = 4
2<<3 的值是:2*(2^3) = 16
左移相當于*2,隻是要注意邊界問題。如char a = 65; a<<1 按照*2來算為130;但有符号char的取值範圍-128~127,已經越界,多超出了3個數值,是以從-128算起的第三個數值-126才是a<<1的正确結果
六、右移運算符>>
1.概念:将一個數的各二進制位全部右移若幹位,正數左補0,負數左補1,右邊丢棄。
2.規則
右移對符号位的處理和左移不同,對于有符号整數來說,比如int類型,右移會保持符号位不變,例如:
int i = 0x80000000;
i = i >> 1; //i的值不會變成0x40000000,而會變成0xc0000000
就是說,符号位向右移動後,正數的話補0,負數補1,也就是彙編語言中的算術右移.同樣當移動的位數超過類型的長度時,會取餘數,然後移動餘數個位.
負數10100110 >>5(假設字長為8位),則得到的是 11111101
3.計算方法
-14 (即二進制的 11110010)右移兩位等于 -4 (即二進制的 11111100)。
右移相當于除以2,隻是要注意移位比較多的時候結果會趨近去一個非常小的數
七、無符号右移運算符>>>
1.概念:把 expression1 的各個位向右移 expression2 指定的位數。右移後左邊空出的位用零來填充。移出右邊的位被丢棄。
2.規則
例如:vartemp = -14 >>> 2
變量 temp 的值為 -14 (即二進制的 11111111 11111111 11111111 11110010),向右移兩位後等于 1073741820 (即二進制的 00111111 11111111 11111111 11111100)。
八、複合指派運算符
位運算符與指派運算符結合,組成新的複合指派運算符,它們是:
&= 例:a &= b 相當于a=a & b
|= 例:a |= b 相當于a=a | b
>>= 例:a >>= b 相當于a=a >> b
<<= 例:a <<= b 相當于a=a << b
^= 例:a ^= b 相當于a=a ^ b
運算規則:和前面講的複合指派運算符的運算規則相似。
九、不同長度的資料進行位運算
不同長度的資料進行位運算
如果兩個不同長度的資料進行位運算時,系統會将二者按右端對齊,然後進行位運算。
以“與”運算為例說明如下:我們知道在C語言中long型占4個位元組,int型占2個位元組,如果一個long型資料與一個int型資料進行“與”運算,右端對齊後,左邊不足的位依下面三種情況補足,
(1)如果整型資料為正數,左邊補16個0。
(2)如果整型資料為負數,左邊補16個1。
(3)如果整形資料為無符号數,左邊也補16個0。
如:long a=123;int b=1;計算a & b。
如:long a=123;int b=-1;計算a & b。
如:long a=123;unsigned int b=1;計算a & b。