C语言位运算符：与、或、异或、取反.pdf

C语言中的位运算符是针对整型数据进行操作的一组特殊运算符，它们在处理二进制位层面的问题时非常有用。位运算符主要有六种：与（&）、或（|）、异或（^）、取反（~）、左移（<<）和右移（>>）。这些运算符只适用于整型数据类型，如char、short、int和long。 1. **按位与（&）**：这个运算符执行逐位的“与”操作。如果两个对应的二进制位都是1，那么结果位也是1；否则，结果位是0。这与逻辑上的“与”运算类似，只有当所有条件都为真时，结果才为真。例如，3（11(2)）与5（101(2)）进行按位与运算，结果是1（00000001(2)）。 2. **按位或（|）**：按位或运算符执行逐位的“或”操作。如果两个对应的二进制位中至少有一个是1，那么结果位就是1。这类似于逻辑上的“或”运算，只要有一个条件为真，结果就为真。例如，60（00110000(2)）与17（00001111(2)）进行按位或运算，结果是63（00111111(2)）。 3. **按位异或（^）**：异或运算符执行逐位的“异或”操作。如果两个对应的二进制位相同，结果位是0；如果不同，结果位是1。例如，84（01010100(2)）与59（00111011(2)）进行异或运算，结果是25（00010101(2)）。 4. **取反（~）**：这是一个一元运算符，它会将一个二进制数的所有位取反，即将0变为1，1变为0。例如，取反3（11(2)）得到的是-4（11111111 11111111 11111111 11111101，这是补码表示的-4）。 5. **左移（<<）**：左移运算符将一个数的所有位向左移动指定的位数，右边空出的位置填充0。例如，3（00000011(2)）左移2位得到12（00011000(2)）。 6. **右移（>>）**：右移运算符将一个数的所有位向右移动指定的位数。对于无符号数，左边空出的位置填充0；对于有符号数，填充方式取决于具体实现，可能是填充0或复制最高位。例如，12（00011000(2)）右移2位得到3（00000011(2)）。 位运算在编程中有多种用途，比如： - 清零：通过与特定的掩码（对应位置为0的位）进行按位与运算，可以将某数的特定位清零。 - 设置位：通过与一个特定的掩码（对应位置为1的位）进行按位或运算，可以将某数的特定位设置为1。 - 位测试：检查某个位是否为1，可以通过与该位对应的位进行按位与运算，然后判断结果是否为0。 - 位翻转：通过异或运算，可以翻转某数的特定位。 - 数据交换：在没有额外变量的情况下，可以通过位运算交换两个数的值，例如使用异或运算。 位运算在处理内存、硬件控制、数据编码解码、高效计算等方面都有广泛的应用。了解并熟练掌握位运算符，能够帮助程序员编写更高效、更底层的代码。