一、概念說明

1.概念

先來看一下位運(yùn)算的概念：

1.1位運(yùn)算

位運(yùn)算簡單來說，就是按二進(jìn)制位進(jìn)行運(yùn)算。

位運(yùn)算： 從現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中所有的數(shù)據(jù)二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)在設(shè)備中。即 0、1 兩種狀態(tài)，計(jì)算機(jī)對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行的運(yùn)算(+、-、*、/)都是叫位運(yùn)算，即將符號位共同參與運(yùn)算的運(yùn)算。

了解了位運(yùn)算之后，我們來看一下位運(yùn)算符

1.2位運(yùn)算符

關(guān)于右移：不同的編譯器處理方法可能會(huì)不一樣，有的會(huì)補(bǔ)符號位，有的會(huì)補(bǔ)0。

 ★小提示：
 a.邏輯位運(yùn)算都是以 （bit）為單位。
 b.位運(yùn)算符的操作數(shù)必須是整數(shù)/字符類型。

2.舉例及補(bǔ)充

2.1位運(yùn)算

以+為例

舉一個(gè)簡單的例子來看下（ + - * \）位運(yùn)算：

int a = 3;
int b = 4;
int c = a + b;

計(jì)算兩個(gè)數(shù)的和，因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)中都是以二進(jìn)制來進(jìn)行運(yùn)算，所以上面我們所給的 int 變量會(huì)在機(jī)器內(nèi)部先轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制在進(jìn)行相加：

3(a): 0 0 0 0 0 0 1 1

加上(+)

4(b): 0 0 0 0 0 1 0 0

等于(=)

7(c ): 0 0 0 0 0 1 1 1

通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)，相比在代碼中直接使用(+、-、*、/)運(yùn)算符，如果有位運(yùn)算符的話，代碼運(yùn)行效率會(huì)不會(huì)更高，隨著位運(yùn)算符后續(xù)的出現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)其實(shí)確實(shí)是這樣。

下面一起來看一下位運(yùn)算符：

2.2位運(yùn)算符

關(guān)于每個(gè)運(yùn)算符舉一個(gè)簡單的例子，來加深理解。

2.2.1按位與“&”

運(yùn)算規(guī)則：
0 & 0 = 0  
0 & 1  =0  
1 & 0 = 0  
1 & 1 = 1
簡要口訣：(同1為1，其余為0)

例如：

3 & 5
0000 0011(十進(jìn)制：3)
&
0000 0101(十進(jìn)制：5)
=
0000 0001 (十進(jìn)制：1)

因此結(jié)果等于1(十進(jìn)制)

2.2.2按位或“|”

運(yùn)算規(guī)則：0 | 0 = 0   
0 | 1 = 1  
1 | 0 = 1  
1 | 1 = 1
簡要口訣：同0為0，其余為1

例如：

3 | 5
0000 0011(十進(jìn)制：3)
|
0000 0101(十進(jìn)制：5)
=
0000 0111(十進(jìn)制：7)

因此結(jié)果等于7(十進(jìn)制)

2.2.3按位異或“^”

運(yùn)算規(guī)則：
0 ^ 0 = 0  
0 ^ 1 = 1  
1 ^ 0 = 1  
1 ^ 1 = 0
簡要口訣：相同為0，不同為1

例如：

4 ^ 7
0000 0100(十進(jìn)制：4)
^
0000 0111 (十進(jìn)制：7)
=
0000 0011(十進(jìn)制：3)

因此結(jié)果等于3(十進(jìn)制)

2.2.4按位非(取反)“~”

運(yùn)算規(guī)則：
~1 = 0  
~0 = 1
簡要口訣：1變0，0變1

例如：

~15
~0000 1111(十進(jìn)制：~15)
=1111 0000(十進(jìn)制：240)

因此結(jié)果等于240(十進(jìn)制)

2.2.5左移“<<”

補(bǔ)充：若左移時(shí)舍棄的高位不包含1，則每左移一位，相當(dāng)于該數(shù)乘以2。

例如：

1 << 2
即 1左移兩位
0000 0001(十進(jìn)制：1)
左移兩位(<<2)后：
0000 0100(十進(jìn)制：4)

結(jié)果為：4

2.2.6右移“>>”

補(bǔ)充： 操作數(shù)每右移一位，相當(dāng)于該數(shù)除以2。

例如：

8 >> 2
即 8右移兩位
0000 1000(十進(jìn)制：8)
右移兩位( >>2 )后：
0000 0010(十進(jìn)制：2)

結(jié)果為：2

了解了這些概念之后，我們一起來看一下問題吧！

二、問題實(shí)戰(zhàn)

自己編寫了個(gè)題，僅用于學(xué)習(xí)，目的是為了加深對位運(yùn)算的理解。

大家可以嘗試實(shí)現(xiàn)一下

1.問題描述(開放題)

Problem Description

自己設(shè)計(jì)程序，要求用六種位運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)整數(shù)的運(yùn)算。

2.輸入輸出

Input

無

Output

兩個(gè)整數(shù)經(jīng)六種位運(yùn)算分別得到的結(jié)果

三、源碼實(shí)現(xiàn)(+詳細(xì)注釋)

1.注釋版

//編碼及注釋：Code_流蘇
//定義頭文件
#include<stdio.h>

int main()
{
	//給定兩個(gè)整數(shù)a和b 分別初始賦值為3和5
	//定義d e f g h i分別存儲(chǔ)各種位運(yùn)算后的值
    unsigned char a=3,b=5,c,d,e,f,g,h,i;
    // a(3): 0000 0011
    // b(5): 0000 0101 
    
    //按位與 &
    c=a&b;
    //經(jīng)過按位與運(yùn)算，得到c的值為0000 0001
    //以十進(jìn)制輸出
    printf("經(jīng)過按位與運(yùn)算后，可得c的值：%d\n",c);//輸出結(jié)果為1
    
    //按位或 |
    a=3;
    b=5;
    d=a|b;
    //經(jīng)過按位或運(yùn)算，得到c的值為0000 0111
	//以十進(jìn)制輸出
    printf("經(jīng)過按位或運(yùn)算后，可得d的值：%d\n",d);//輸出結(jié)果為7
    
    //按位異或 ^
    a=3;
	b=5;
	e=a^b;
	//經(jīng)過按位異或運(yùn)算，得到c的值為0000 0110
	//以十進(jìn)制輸出
	printf("經(jīng)過按位異或運(yùn)算后，可得e的值：%d\n",e);//輸出結(jié)果為6
	
	//按位非(取反) ~
	a=3;
	b=7; //0000 0111 此處重新賦值 排除偶然性
	f=~a;
	g=~b;
	//經(jīng)過按位非(取反)運(yùn)算，得到f的值為1111 1100 g的值為1111 1000
	//以十進(jìn)制輸出
	printf("經(jīng)過按位非運(yùn)算后，可得f和g的值：%d %d\n",f,g);//輸出結(jié)果f的值為252，g的值為248
	
	//移位 左移：>> 右移：>>
	a=3;
	b=5;
	h=a<<2;
	i=b>>2;
	//經(jīng)過位移運(yùn)算，得到f的值為0000 1100 g的值為0000 0001
	//以十進(jìn)制輸出
	printf("經(jīng)過移位運(yùn)算后，可得f和g的值：%d %d\n",h,i);//輸出結(jié)果h的值為12，i的值為1
    return 0;//返回0，代表程序執(zhí)行結(jié)束
}

關(guān)于unsigned char的解釋：

unsigned char是無符號字節(jié)型，char類型變量的大小通常為1個(gè)字節(jié)（1字節(jié)=8個(gè)位），且屬于整型。這就是為什么要用unsigned char的原因。

2.純源碼版

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    unsigned char a=3,b=5,c,d,e,f,g,h,i;

    c=a&b;
    printf("經(jīng)過按位與運(yùn)算后，可得c的值：%d\n",c);
    
    a=3;
    b=5;
    d=a|b;
    printf("經(jīng)過按位或運(yùn)算后，可得d的值：%d\n",d);
    
    a=3;
	b=5;
	e=a^b;
	printf("經(jīng)過按位異或運(yùn)算后，可得e的值：%d\n",e);
	
	a=3;
	b=7; 
	f=~a;
	g=~b;
	printf("經(jīng)過按位非運(yùn)算后，可得f和g的值：%d %d\n",f,g);
	
	a=3;
	b=5;
	h=a<<2;
	i=b>>2;
	printf("經(jīng)過移位運(yùn)算后，可得f和g的值：%d %d\n",h,i);
	
    return 0;
}

四、輸出結(jié)果展示

1.輸出結(jié)果

經(jīng)過按位與運(yùn)算后，可得c的值：1
經(jīng)過按位或運(yùn)算后，可得d的值：7
經(jīng)過按位異或運(yùn)算后，可得e的值：6
經(jīng)過按位非運(yùn)算后，可得f和g的值：252 248
經(jīng)過移位運(yùn)算后，可得f和g的值：12 1

--------------------------------
Process exited after 0.3508 seconds with return value 0
請按任意鍵繼續(xù). . .

2.輸出結(jié)果(圖示版)

總結(jié)

到此這篇關(guān)于C語言中位運(yùn)算你要知道的那些事兒的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言中的位運(yùn)算內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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