C語言中的位運算

2021-06-18 06:19:28 字數 2165 閱讀 7338

在電腦程式中,資料的位是可以操作的最小資料單位,理論上可以用「位運算」來完成所有的運算和操作。一般的位操作是用來控制硬體的,或者做資料變換使用,但是,靈活的位操作可以有效地提高程式執行的效率。c語言提供了位運算的功能, 這使得c語言也能像組合語言一樣用來編寫系統程式。

c語言中的位運算

在電腦程式中,資料的位是可以操作的最小資料單位,理論上可以用「位運算」來完成所有的運算和操作。一般的位操作是用來控制硬體的,或者做資料變換使用,但是,靈活的位操作可以有效地提高程式執行的效率。c語言提供了位運算的功能, 這使得c語言也能像組合語言一樣用來編寫系統程式。

操作符       作用 

&            位邏輯與 

|             位邏輯或 

^            位邏輯異或 

~            位邏輯反 

>>          右移 

<<          左移 

這些操作符只能用於整型運算元,即只能用於帶符號或無符號的char,short,int,long型別。

1. 按位與運算 按位與運算子"&"是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。只有對應的兩個二進位均為1時,結果位才為1 ,否則為0。參與運算的數以補碼方式出現。

例如:9&5可寫算式如下: 00001001 (9的二進位制補碼)&00000101 (5的二進位制補碼) 00000001 (1的二進位制補碼)可見9&5=1。

按位與運算通常用來對某些位清0或保留某些位。

例如把a 的高八位清 0 , 保留低八位, 可作 a&255 運算 ( 255 的二進位制數為0000000011111111)。

應用:a. 清零特定位 (mask中特定位置0,其它位為1,s=s&mask)

b. 取某數中指定位 (mask中特定位置1,其它位為0,s=s&mask)

tips:x&(x-1)的作用是刪除x中最右邊二進位制位為一的二進位制位,利用這個特性可以實現某些演算法 例如求乙個數中二進位制位為一的個數:

//計算乙個二進位制整數中一的個數2 利用x&(x-1)  這個是當時的作業題呵呵

int bitcount(unsigned x)

return count;}

2. 按位或運算 按位或運算子「|」是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相或。只要對應的二個二進位有乙個為1時,結果位就為1。參與運算的兩個數均以補碼出現。

例如:9|5可寫算式如下: 

00001001|00000101

00001101 (十進位制為13)可見9|5=13

應用:常用來將源運算元某些位置1,其它位不變。 (mask中特定位置1,其它位為0 s=s|mask)    

3. 按位異或運算 按位異或運算子「^」是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相異或,當兩對應的二進位相異時,結果為1,相同時為0。參與運算數仍以補碼出現,例如9^5可寫成算式如下: 

00001001^00000101 00001100 (十進位制為12)

應用:a. 使特定位的值取反 (mask中特定位置1,其它位為0 s=s^mask)

(a^a=0  a^0=a)

b. 不引入第三變數,交換兩個變數的值  (設 a=a1,b=b1)  

這個也是個經典的筆試題目啊!

目 標           操 作              操作後狀態

a=a1^b1         a=a^b              a=a1^b1,b=b1

b=a1^b1^b1      b=a^b              a=a1^b1,b=a1

a=b1^a1^a1      a=a^b              a=b1,b=a1

4. 求反運算 

求反運算子~為單目運算子,具有右結合性。

其功能是對參與運算的數的各二進位按位求反。例如~9的運算為: ~(0000000000001001)結果為:1111111111110110

5. 左移運算 左移運算子「>>」是雙目運算子。其功能是把「>> 」左邊的運算數的各二進位全部右移若干位,「>>」右邊的數指定移動的位數。其值相當於除2。

例如:設 a=15,a>>2 表示把000001111右移為00000011(十進位制3)。

對於左邊移出的空位,如果是正數則空位補0,若為負數,可能補0或補1,這取決於所用的計算機系統。移入0的叫邏輯右移,移入1的叫算術右移,turbo c採用邏輯右移。

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