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C語言位運算符：與、或、異或、取反、左移與右移詳細介紹

2020-01-26 15:56:37
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來源：轉載
供稿：網友

位運算是指按二進制進行的運算。在系統軟件中，常常需要處理二進制位的問題。C語言提供了6個位操作運算符。這些運算符只能用于整型操作數，即只能用于帶符號或無符號的char,short,int與long類型。

C語言提供的位運算符列表：
運算符 含義 描述
& 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
| 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
^ 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
~ 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
<< 左移 用來將一個數的各二進制位全部左移N位，右補0
>> 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，對于無符號數，高位補0

1、“按位與”運算符（&）
按位與是指：參加運算的兩個數據，按二進制位進行“與”運算。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。這里的1可以理解為邏輯中的true,0可以理解為邏輯中的false。按位與其實與邏輯上“與”的運算規則一致。邏輯上的“與”，要求運算數全真，結果才為真。若，A=true,B=true,則A∩B=true 例如：3&5 3的二進制編碼是11(2)。（為了區分十進制和其他進制，本文規定，凡是非十進制的數據均在數據后面加上括號，括號中注明其進制，二進制則標記為2）內存儲存數據的基本單位是字節（Byte），一個字節由8個位（bit)所組成。位是用以描述電腦數據量的最小單位。二進制系統中，每個0或1就是一個位。將11（2）補足成一個字節，則是00000011（2）。5的二進制編碼是101（2），將其補足成一個字節，則是00000101（2）

按位與運算：
00000011(2)
&00000101(2)
00000001(2)
由此可知3&5=1

c語言代碼：

復制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=3;
int b = 5;
printf("%d",a&b);
}

按位與的用途：

（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。
例：原數為43，即00101011（2），另找一個數，設它為148，即10010100（2），將兩者按位與運算：
00101011（2）
&10010100（2）
00000000（2）

c語言源代碼：

復制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=43;
int b = 148;
printf("%d",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

（3）保留指定位：
與一個數進行“按位與”運算，此數在該位取1.
例如：有一數84，即01010100（2），想把其中從左邊算起的第3，4，5，7，8位保留下來，運算如下：
01010100(2)
&00111011(2)
00010000(2)
即：a=84,b=59
    c=a&b=16

c語言源代碼：

復制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=84;
int b = 59;
printf("%d",a&b);
}

2、“按位或”運算符（|）
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。
例如：60（8）|17（8）,將八進制60與八進制17進行按位或運算。
00110000
|00001111
00111111

c語言源代碼：

復制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=060;
int b = 017;
printf("%d",a|b);
}

應用：按位或運算常用來對一個數據的某些位定值為1。例如：如果想使一個數a的低4位改為1，則只需要將a與17（8）進行按位或運算即可。

３、交換兩個值，不用臨時變量
例如：ａ＝３，即11（2）；ｂ＝４，即100（2）。
想將ａ和ｂ的值互換，可以用以下賦值語句實現：

復制代碼 代碼如下:

    ａ＝a∧b;
    ｂ＝b∧a;
    ａ＝a∧b;
ａ＝011(2)
    （∧）ｂ＝100(2)
ａ＝111(2)（a∧b的結果，a已變成７）
    （∧）ｂ＝100(2)
ｂ＝011(2)（b∧a的結果，b已變成３）
    （∧）ａ＝111(2)

ａ＝100（2）（a∧b的結果，a已變成４）


等效于以下兩步：
① 執行前兩個賦值語句：“ａ＝ａ∧ｂ；”和“ｂ＝ｂ∧ａ；”相當于b=b∧(a∧b)。
② 再執行第三個賦值語句： ａ＝ａ∧ｂ。由于a的值等于（ａ∧ｂ），b的值等于（ｂ∧ａ∧ｂ），

因此，相當于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語言源代碼：

復制代碼 代碼如下:

#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”運算符（~）
他是一元運算符，用于求整數的二進制反碼，即分別將操作數各二進制位上的1變為0，0變為1。
例如：~77(8)

源代碼：

復制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=077;
printf("%d",~a);
}

5、左移運算符（<<）
左移運算符是用來將一個數的各二進制位左移若干位，移動的位數由右操作數指定（右操作數必須是非負值），其右邊空出的位用0填補，高位左移溢出則舍棄該高位。
例如：將a的二進制數左移2位，右邊空出的位補0，左邊溢出的位舍棄。若a=15,即00001111（2），左移2
位得00111100（2）。

源代碼：

復制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=15;
printf("%d",a<<2);
}

左移1位相當于該數乘以2，左移2位相當于該數乘以2*2＝4,15＜＜2=60，即乘了４。但此結論只適用于該

數左移時被溢出舍棄的高位中不包含1的情況。
假設以一個字節（８位）存一個整數，若ａ為無符號整型變量，則ａ＝64時，左移一位時溢出的是0，而左移2位時，溢出的高位中包含1。

6、右移運算符（>>）
右移運算符是用來將一個數的各二進制位右移若干位，移動的位數由右操作數指定（右操作數必須是非負值），移到右端的低位被舍棄，對于無符號數，高位補0。對于有符號數，某些機器將對左邊空出的部分用符號位填補（即“算術移位”），而另一些機器則對左邊空出的部分用0填補（即“邏輯移位”）。注
意：對無符號數,右移時左邊高位移入0；對于有符號的值,如果原來符號位為0(該數為正),則左邊也是移
入0。如果符號位原來為1(即負數),則左邊移入0還是1,要取決于所用的計算機系統。有的系統移入0,有的系統移入1。移入0的稱為“邏輯移位”,即簡單移位；移入1的稱為“算術移位”。

例： a的值是八進制數113755：
   a:1001011111101101 （用二進制形式表示）
   a>>1: 0100101111110110 (邏輯右移時)
   a>>1: 1100101111110110 (算術右移時)
   在有些系統中,a>>1得八進制數045766,而在另一些系統上可能得到的是145766。Turbo C和其他一些C
編譯采用的是算術右移,即對有符號數右移時,如果符號位原來為1，左面移入高位的是1。

源代碼：

復制代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=0113755;
printf("%d",a>>1);
}

7、位運算賦值運算符
位運算符與賦值運算符可以組成復合賦值運算符。
   例如: &=, |=, >>=, <<=, ∧=
   例： a & = b相當于 a = a & b
         a << =2相當于a = a << 2

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