c语言中位运算符及用法

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c语言中位运算符及用法

2023-11-14 04:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

位  运  算 一直对位运算头疼,在此总结一下

      程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算说穿了,就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。运位算包括位逻辑运算和移位运算,位逻辑运算能够方便地设置或屏蔽内存中某个字节的一位或几位,也可以对两个数按位相加等;移位运算可以对内存中某个二进制数左移或右移几位等。

计算机内部是以补码形式存放数值的。

C语言提供了六种位运算

位运算符含义举例&(and)按位与a&b|   ( or )按位或a|b^   ( xor )按位异或a^b~  ( not )按位取反~a>1

位逻辑运算规则

aba&ba|ba^b~a~b00000110 10111010011011111000

假设a,b为整型的数据,并且设a=15(等于二进制数00000000 00001111),b=80(等于二进制数 00000000 01010000)

a的补码:00000000 00001111

 b的补码:00000000 01010000                     

            ————————

a&b:  00000000 00000000   a&b=0x0

a|b : 00000000 01011111   a|b=0x5f

a^b : 00000000 01011111   a^b=0x5f

~a  : 11111111 11110000    ~a=0xfff0

位运算应用口诀

清零取反要用与,某位置一可用或

若要取反和交换,轻轻松松用异或

1.“按位与”运算符&

运算规则:参加运算的两个运算量,如果两个数相应位的值都是1,则该位的结果值为1,否则为0。即:0 & 0 =0;0 & 1 =0;1 & 0 =0;1 & 1 =1。

(1)将某些二进制位屏蔽掉(保留一个数据中的某些位)。

如果要使整数k的低四位置零,保留其它位。用位与运算即可,将的高字节与0相与,低字节与1相与;

代码如下:unsigned int_set(unsigned int k)

{k=k&0x1110;

Return(k);}

例】00101010 01010010&11111111 11110000=00101010 01010010。

结论:任何二进制位与0能实现置0;与1保持原值不变

(2)判断一个数据的某一位是否为1。

如判断一个整数a(2个字节)的最高位是否为1,可以设一个与a同类型的测试变量test,test的最高位为1,其余位均为0,即int test=0x8000。

【例】   0100010011111110&1000000000000000=0 说明最高位为0;

     1100010011111110&1000000000000000=1000000000000000 说明最高位为1;

例如一个数 and 1的结果就是取二进制的最末位。这可以用来判断一个整数的奇偶,二进制的最末位为0表示该数为偶数,最末位为1表示该数为奇数.

2.“按位或”运算符|

常用来将源操作数某些位置1,其它位不变。 (mask中特定位置1,其它位为0 s=s|mask)

运算规则:参加运算的两个运算量,如果两个数相应位的值都是0,。即:0 | 0 =0;0 | 1 =1;1 | 0 =1;1 | 1 =1

把一个数据的某些位置为1。

如果把a的第10位置为1,而且不要破坏其它位,可以对a和b进行“按位或”运算,其中b的第10位置为1,其它位置为0,即int b=0x400。

【例】00100000 01010010|00000010 00000000=00100010 01010010。

3.“按位异或”运算符^

 运算规则:参加运算的两个运算量,如果两个数的相应位的值不同,则该位的结果值为1,否则为0。即:0 ^ 0 =0;0 ^ 1 =1;1 ^ 0 =1;1 ^ 1 =0

应用举例:

(1)把一个数据的某些位翻转,即1变为0,0变为1。

如要把a的奇数位翻转,可以对a和b进行“按位异或”运算,其中b的奇数位置为1,偶数位置为0,即int b=0xaaaa。

【例】a的补码:00000000 01010010

b的补码: 01010101 01010101

      ^   -------------------

结果的补码:  01010101 00000111

(2)交换两个值,不用临时变量。

【例】a=3,b=4。想将a和b的值互换,可以用以下三条赋值语句实现:

a=a^b;即:a=3^4=7(0011^0100=0111)

b=b^a;即:b=4^7=3(0100^0111=0011)

a=a^b;即:a=7^3=4(0111^0011=0100)

不用temp交换两个整数

void swap(int x , int y)

{

x ^= y;

y ^= x;

x ^= y;

}

编写对字符串进行密钥匙异或加解密程序

有了加密程序(a^b),相应的就应该有解密程序。解密程序是加密程序的逆过程,这里的加密和解密程序是完全相同的,原因是(a^b)^b=a。

4.“按位取反”运算符~

 

移位运算符:

左移、右移运算实现将一个数的各个二进制位向左向右移若干位。

1.左移运算符



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