黑马程序员技术交流社区

标题: C语言学习笔记：位运算及典型运用 [打印本页]

作者: 弥修斯 时间: 2015-7-3 16:09
标题: C语言学习笔记：位运算及典型运用

1. & 按位与
1) 运算规则（同1为1，有0为0）
位与运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑与运算。例如：
int型常量4和7进行位与运算的运算过程如下：
      4=0000 0000 0000 0100 &7 =0000 0000 0000 0111= 0000 0000 0000 0100
对于负数，按其补码进行运算。例如：int型常量-4和7进行位与运算的运算过程如下：
      －4=1111 1111 1111 1100 &7 =0000 0000 0000 0111= 0000 0000 0000 0100
2) 运用
(1) 清零：快速对某一段数据单元的数据清零，即将其全部的二进制位为0。例如整型数a=321对其全部数据清零的操作：
      321=0000 0001 0100 0001 &0=0000 0000 0000 0000= 0000 0000 0000 0000
(2) 获取一个数的最低位：让这个数与1进行按位&操作；例如：
int c=6;
   ……0000 0110
& ……0000 0001
--------------------------
   ……0000 0000  有0为0 同1为1
result=0，即c=6 的最低位；

2. | 按位或
1) 运算规则（有1为1，同0为0）
位或运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑或运算。
例如：int型常量5和7进行位或运算的表达式为5|7，结果如下：
5= 0000 0000 0000 0101 | 7= 0000 0000 0000 0111=0000 0000 0000 0111

逻辑运算符|| 与按位或运算符 |的区别：
条件“或”运算符 (||) 执行 bool 操作数的逻辑“或”运算，但仅在必要时才计算第二个操作数。
x || y , x | y 不同的是，如果 x 为 true，则不计算 y（因为不论 y 为何值，“或”操作的结果都为 true）。
      这被称作为“短路”计算。

3. ^ 按位异或
1) 运算规则（相同为0，不同为1）
位异或运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑异或运算。只有当对应位的二进制数互斥的时候，对应位的结果才为真。
例如：int型常量5和7进行位异或运算的表达式为5^7，结果如下：
      5=0000 0000 0000 0101^7=0000 0000 0000 0111 = 0000 0000 0000 0010

(1)定位翻转：
      设定一个数据的指定位，将1换为0，0换为1
(2)数值交换：
      例如a=3,b=4。在例11-1中，无须引入第三个变量，利用位运算即可实现数据交换。以下的操作可以实现a,b两个数据的交换：
      a=a^b;
      b=b^a;
      a=a^b;

4．~ 按位取反
1) 运算规则（1变0，0变1）
位非运算的实质是将参与运算的两个数据，按对应的二进制数逐位进行逻辑非运算。
{疑问点记录：
~9（10）：
~00000000 00000000 00000000 0000 100 = 11111111 11111111 11111111 1111 0110 (老师说这个(1111……0110)是补码。按位取反得到的是补码吗？源码的反码是不是就是按位取反？)
}

二．位移运算符
左位移  <<；
右位移  >> ;
1、左位移：将对应的数据的二进制值逐位左移若干位，并在空出的位置上填0，最高位溢出并舍弃。例如：
      int a,b;
      a=5;
      b=a<<2;
      则b=20，分析过程如下：
      (a)10=(5)10=(0000 0000 0000 0101)2
      b=a<<2;
      b=(0000 0000 0001 0100)2=(20)10

2、右位移：将对应的数据的二进制值逐位右移若干位，并舍弃出界的数字。如果当前的数为无符号数，高位补零。例如：
      int (a)10=(5)10=(0000 0000 0000 0101)2
      b=a>>2;
      b=(0000 0000 0000 0001)2=(1)10
1) 运用
(1) 把一个10进制数输出为按照二进制格式：右位移32次，位移之后与1进行按位与 (n>>i)&1，得出最低位（按位与原理）。例如：
int n=13
for(i = 0; i<32; i++){
n=n>>(31-i);   //把第一位移到最后一位，和1进行按位与
int x=n&1;
printf("%d",x);
}
输出：……1101；

      如果当前的数据为有符号数，在进行右移的时候，根据符号位决定左边补0还是补1。
      如果符号位为0，则左边补0；但是如果符号位为1，则根据不同的计算机系统，可能有不同的处理方式

作者: 弥修斯 时间: 2015-7-4 14:59

刘晓良发表于 2015-7-3 17:01
上面我也有点疑惑

其实这里没有什么好疑惑的；
以下个人愚见：
疑惑大多来自以前的知识和现在刚学习的知识之间的那个冲击。
不能用十进制的思想去理解二进制十进制思想的固化，对于二进制的本能排斥；
刚开始学习 1+1=2的时候，我们什么都没想，99加减法表每天背、
半学期学加减，半学期学乘除，现在没有那么长时间慢慢接受；
这跟我们刚学习1+1 的时候其实差别就在这个1111111111111111111比较长……

欢迎光临黑马程序员技术交流社区 (http://bbs.itheima.com/)

黑马程序员IT技术论坛 X3.2