C语言位运算符详解「建议收藏」

C语言位运算符详解「建议收藏」目录位运算符简介1、按位与位运算符简介C语言既具有高级语言的特点,又具有低级语言的特性,如支持位运算就是其具体体现。这是因为,C语言1、按位与

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。如果您正在找激活码,请点击查看最新教程,关注关注公众号 “全栈程序员社区” 获取激活教程,可能之前旧版本教程已经失效.最新Idea2022.1教程亲测有效,一键激活。

Jetbrains全系列IDE稳定放心使用

位运算符

简介

C语言既具有高级语言的特点,又具有低级语言的特性,如支持位运算就是其具体体现。这是因为,C语言最初是为取代汇编语言设计系统软件而设计的,因此C语言必须支持位运算等汇编操作。位运算就是对字节或字内的二进制数位进行测试、抽取、设置或移位等操作。其操作对象不能是float、double、long double等其他数据类型,只能是char和int类型。
C语言提供如下表格的六种位运算符,其中,只有按位取反运算符为单目运算符,其他运算符都是双目运算符。

总概

位运算符

运算符 含义 类型 优先级 结合性
~ 按位取反 单目运算符 从右向左
<<,>> 按位左移、按位右移 双目运算符 从左向右
& 按位与 双目运算符 从左向右
^ 按位异或 双目运算符 从左向右
I 按位或 双目运算符 从左向右

补充:
单目运算符:只对一个操作数进行逻辑运算,例如:~a
双目运算符:只对两个操作数进行逻辑运算,例如:a & b
三目运算符:只对三个操作数进行逻辑运算且只有一个,例如:a ?b : c
其中a可以是表达式也可以是一个值,用于判断真假,若a为真,则结果为b;若a为假,则结果为c。
主要区别:操作数(常量或者变量)数量的不同。

位运算符的运算规则

a b a & b a I b a ^ b ~ a
0 0 0 0 0 1
0 1 0 1 1 1
1 0 0 1 1 0
1 1 1 1 0 0

下面我会对这些运算符的使用进行逐一解释说明:

1、按位与(&)

按位与可用于对字节中的某位清零,即两个操作数中的任意一位为0时,运算结果的对应位就会被置0。也可以简单记为(11为1,否则为0),例题如下,只保留15的最低位不变,在其余位均置为0,可用15 & 1来实现,即:


       00001111(15)

&    00000001 (1)

_____________________

      00000001 (1)



首先将15和1换为二进制形式,由11为1,否则为0算出二进制结果,最后得出十进制结果。其中,15和1均以补码形式表示,所以,15 & 1 = 1
代码如下:
在这里插入图片描述

2、按位与(I)

与按位与相反,按位或可用于对字节中的某位置1,即两个操作数中的任意一位为1时,运算结果的对应位就会被置为1。也可以简单记为(00为0,否则为1),例题如下,只保留15的最高位不变,而其余位均置为1,可用15 I 127 来实现,即:


    0  0  0  0  1  1  1  1(15)

I    0  1  1  1  1  1  1  1 (127)

_____________________

      0  1  1  1  1  1  1  1 (127)



首先将15和127换为二进制形式,由00为0,否则为1算出二进制结果,最后得出十进制结果。其中
01111111是127的补码,所以15 I 127 = 127
代码实现如下:
在这里插入图片描述

3、按位异或(^)

如果两个操作数的某对应位不一样,则按位异或结果的对应位为1,简单记为(相同为0,不同为1)。例如,3 ^ 5的运算过程可表示为:


       00000011(3)

&     00000101 (5)

_____________________

       00000110 (6)



首先将3和5华为二进制形式,由相同为0,不同为1算出二进制形式,再转化为十进制结果。其中,00000110是6的补码,所以3 ^ 5 = 6。
代码实现如下:
在这里插入图片描述

3、按位取反(~)

按位取反是对操作数的各位取反,即1变为0,0变为1。例如,~5的运算过程可以表示为:


~       00000101(5)

_____________________

         11111010 (-6)


首先将5化为二进制形式,由若1则0,若0则1得出二进制形式结果,在化为十进制即可。其中11111010是-6的补码,所以~5 = -6。
补充(负数的补码):C语言里面有原码,反码,补码这三种码,计算机里存储的数据都是补码形式,因为补码具有唯一的性质,补码的二进制形式中,首位数字如果是1,则十进制数字就是负数;如果是0,则二进制数字就是正数。对于负数的补码怎么求,我们可以先算出该负数的绝对值的二进制形式,再取反(即1变0,0变1),最后再加1,需要注意的是,二进制当中,两数相加为2则需进一位,与十进制中,两数相加为10则需进一位是一个道理。反之,已知负数的补码求十进制形式,我们倒推,则先减一,再取反,最后化为十进制结果就行了。
拓展:(了解)
按位取反常用于加密处理。例如,对文件加密时,一种简单的方法就是对每个字节按位取反,如下图所示:


初始字节内容        00000101

一次求反后         11111010

二次求反后         00000101


在上述操作中,经过连续的两次求反后,又恢复了原来的初始值,因此第一次求反可加密,第二次求反可用于解密。
代码如下:
在这里插入图片描述

5、按位左移(<<)

假设一个常量x,左移n位,则按位左移表示把x的每一位向左平移n位,右边空位补0。例如,15及其左移一位、二位、三位的二进制代码如下:


初始字节内容    00001111    对应十进制值为15

左移一位后的字节内容    00011110    对应十进制值为30

左移二位后的字节内容    00001111    对应十进制值为60

左移三位后的字节内容    01111000    对应十进制值为120



可以这样记,n为多少,从左往右就去掉多少位,在最右边补相应个数的0即可。
代码如下:
在这里插入图片描述

6、按位右移(>>)

假设一个常量x,右移n位,x >> n则表示把x的每一位向右平移n位。当x为有符号数时,左边空位补符号位上的值(即负数补1),这种一位移位称为算术移位;当x为无符号数时,左边空位补0(即正数补0),这种移位称为逻辑移位。下面我们举两个例子:
1、15按位右移一位,二位,三位的结果如下:


初始字节内容    00001111    对应十进制值为15

左移一位后的字节内容    00000111    对应十进制值为7

左移二位后的字节内容    00000011    对应十进制值为3

左移三位后的字节内容    00000001    对应十进制值为1



代码如下:
在这里插入图片描述
再如,-15按位右移一位,二位,三位的结果如下:


初始字节内容    11110001    对应十进制值为-15

左移一位后的字节内容    11111000    对应十进制值为-8

左移二位后的字节内容    11111100    对应十进制值为-4

左移三位后的字节内容    11111110    对应十进制值为-2



代码如下:
在这里插入图片描述
**总结:**在实际运用中,通常用左移位和右移位来代替整数的乘法和除法,以便于将软件算法用硬件实现。其中,每左移一位相当于乘以2,左移n位相当于乘以2的n次方。每右移一位相当于除以2,右移n位相当于除以2的n次方。这种运算在某些场合下是非常有用的。例如,在实现某些含有乘除法的算法时,可以通过移位运算实现乘2或除2运算,这样非常有利于算法的硬件实现。

以上就为大家总结了C语言位运算符的计算方法,虽然容易混淆,但是下去多练,多操作就会很快记住啦!如果大家在读完这篇博客后有所帮助,请给我点个赞关注一下吧!谢谢大家了。如果有什么问题,可以在下方评论,或者加我QQ:1423759736,我会及时回复的!

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/185783.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • Jenkins(5)生成allure报告「建议收藏」

    Jenkins(5)生成allure报告「建议收藏」前言jenkins集成了allure插件,安装插件后运行pytest+allure的脚本即可在jenkins上查看allure报告了。allure安装在运行代码的服务器本机,我这里是用的dock

    2022年7月30日
    8
  • linux挂载磁盘教程「建议收藏」

    linux挂载磁盘教程「建议收藏」本文中的磁盘/dev/sdb为笔者测试服务器上的命名,在您的服务器中可能是/dev/xdb、/dev/vdb、/dev/xvdb等等请根据实际情况进行修改.1、创建挂载目录mkdir-p/www2、确认是否没有分区的磁盘,如下图,没有分区的磁盘是/dev/sdb,在您的服务器中可能是/dev/vdb,请注意按照实际名称修改fdisk-l3、为磁盘分区,若已分区,可跳过fdisk/dev/sdb4、输入n开始创建分区5、输…

    2022年6月19日
    78
  • 爆笑三国之张飞流水账【爆笑中体验哲理】「建议收藏」

    爆笑三国之张飞流水账【爆笑中体验哲理】「建议收藏」
    张飞流水帐一
    我写这个流水帐的时候,大哥和二哥都在睡觉,军师也在睡觉。
    赤兔马站在我窗外,也在睡觉。
      小时侯我就研究马为什么会站着睡觉,研究了很长一段时间后,我发现没有答案。而苦恼的是我的童年唯一能记起的事就是这个了。

      长大以后有段时间我开始研究大哥和二哥为什么要睡在一张床上,同样也没有答案。
      这个世界有太多的事是没有答案的,军师对我说过。
      在我睁大眼睛思考问题的时候,我养成了睁眼睡觉的习惯,不

    2022年7月16日
    18
  • MySQL常用命令总结

    MySQL常用命令总结一.连接MySQL格式:mysql-h主机地址-u用户名-p用户密码或者:mysql-u用户名-p//回车后要求输入密码,密码不可见1、连接到本机上的MYSQL首先打开DOS窗口,然后进入目录mysql\bin,再键入命令mysql-uroot-p,回车后提示你输密码.注意用户名前可以有空格也可以没有空格,但是如果-p后带有用

    2022年6月26日
    30
  • shuffle洗牌算法java_洗牌算法shuffle[通俗易懂]

    洗牌算法1.背景阿里的面试的时候做的一道笔试题:题目:写一个方法,入参为自然数n(n>0),返回一个自然数数组,数组长度为n,元素为[1,n]之间,且每个元素不重复,数组中各元素顺序要求随机;实例1:输入:N=3输出:132实例2:输入:N=5输出:32514当时我的解法(写了两种方法):写的好烂,面完和面试官交流的时候面试官让我看下Collect…

    2022年4月7日
    43
  • js判断数组中是否包含某个指定元素的个数_js 数组包含某个元素

    js判断数组中是否包含某个指定元素的个数_js 数组包含某个元素JavaScript判断数组中是否包含某个指定元素

    2022年10月18日
    2

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号