C语言详细讲解位运算符的使用
更新时间：2022年04月19日 15:35:02 作者：清风自在 流水潺潺
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
一、位运算符分析
C语言中的位运算符
位运算符直接对 bit 位进行操作，其效率最高。
| & | 按位与 |
| | | 按位或 |
| ^ | 按位异或 |
| ~ | 取反 |
| << | 左移 |
| >> | 右移 |
左移和右移注意点
左操作数必须为整数类型
- char 和 short 被隐式转换为 int 后进行移位操作
右操作数的范围必须为：[0,31]
左移运算符<< 将运算数的二进制位左移
- 规则：高位丢弃，低位补0
右移运算符>> 把运算数的二进制位右移
- 规则︰高位补符号位，低位丢弃
下面一段代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("%d\n", 3 << 2);
printf("%d\n", 3 >> 1);
printf("%d\n", -1 >> 1);
printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);
printf("%d\n", 3 << -1); // oops!
return 0;
}下面为输出结果：
注意四则运算优先级大于位运算，所以 0x01 << 2 + 3 的结果是 32。 还有就是右操作数的范围必须为：[0,31]，如果不在这个范围内，程序的输出结果由不同类型的编译器所决定，结果将不确定，就像本代码 3 << -1 一样。
二、小贴士
防错准则：
- 避免位运算符，逻辑运算符和数学运算符同时出现在一个表达式中
- 当位运算符，逻辑运算符和数学运算符需要同时参与运算时，尽量使用括号 ( ) 来表达计算次序
小技巧：
- 左移 n 位相当于乘以 2 的 n 次方，但效率比数学运算符高
- 右移 n 位相当于除以 2 的 n 次方，但效率比数学运算符高
下面看一段交换两个整型变量值的代码：
#include <stdio.h>
#define SWAP1(a,b) \
{ \
int t = a; \
a = b; \
b = t; \
}
#define SWAP2(a,b) \
{ \
a = a + b; \
b = a - b; \
a = a - b; \
}
#define SWAP3(a,b) \
{ \
a = a ^ b; \
b = a ^ b; \
a = a ^ b; \
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
//printf("a = %d\n", a);
//printf("b = %d\n", b);
SWAP1(a,b);
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n\n", b);
a = 1;
b = 2;
SWAP2(a,b);
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n\n", b);
a = 1;
b = 2;
SWAP3(a,b);
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n\n", b);
return 0;
} 第一种方法需要引入第三方变量，第二种方法可能会导致越界问题，第三种的方法效率较高，且不用引入第三方变量。
注意第三种方法：执行 a = a ^ b; 后，b = a ^ b; 就相当于 b = a ^ b ^ b; 先计算后面的，就是 b = a ^ 0，结果就是 b = a；再执行a = a ^ b;相当于 a = a ^ b ^ b，即 a = a ^ b ^ a，显然结果是 b。
小知识：
A 异或 0 等于 A ，A 异或 1 等于 非A。
三、位运算与逻辑运算
位运算与逻辑运算不同：
- 位运算没有短路规则，每个操作数都参与运算
- 位运算的结果为整数，而不是 0 或 1
- 位运算优先级高于逻辑运算优先级
下面再来看一个混淆改变的判断条件：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int j = 0;
int k = 0;
if( ++i | ++j & ++k )
{
printf("Run here...\n");
}
printf("i = %d, j = %d, k = %d\n\n", i, j, k);
i = 0;
j = 0;
k = 0;
if( ++i || ++j && ++k )
{
printf("Run here...\n");
}
printf("i = %d, j = %d, k = %d\n\n", i, j, k);
return 0;
}下面为输出结果：
可以看到，如果错把++i || ++j && ++k 写成++i | ++j & ++k，虽然都能运行，但是其中的执行细节不一样，在实际工程中可能会出现 bug，而且还不好排查。
四、小结
- 位运算符只能用于整数类型
- 左移和右移运算符的右操作数范围必须为 [0，31]
- 位运算没有短路规则，所有操作数均会求值
- 位运算的效率高于四则运算和逻辑运算
- 运算优先级：四则运算 > 位运算 > 逻辑运算
到此这篇关于C语言详细讲解位运算符的使用的文章就介绍到这了,更多相关C语言 位运算符内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
相关文章
斐波那契数列相关问题是考研和ACM中常见的算法题目,这里特地为大家整理了C语言求Fibonacci斐波那契数列通项问题的解法总结,需要的朋友可以参考下2016-06-06
Qt导出数据到excel,方法有很多,下面这篇文章主要给大家介绍了关于使用Qt实现监听网页是否响应并导出Excel表的相关资料,文中通过代码示例介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下2023-11-11
C语言中的二维数组是按行排列的，也就是先存放a[0]行，再存放a[1]行，最后存放a[2]行；每行中的4个元素也是依次存放。数组a为int类型，每个元素占用4个字节，整个数组共占用48个字节2023-02-02
本文给大家分享的是去年制作的一个纯C语言实现的五子棋的代码，虽然没有带漂亮的界面，还是推荐给大家，有需要的小伙伴可以参考下。2015-03-03
这篇文章主要介绍了C++ 结合 opencv读取图片与视频,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细，对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值，需要的朋友可以参考下2023-06-06
本文主要介绍了c语言switch反汇编，在分支较多的时候，switch的效率比if高，在反汇编中我们即可看到效率高的原因，感兴趣的可以了解一下2021-06-06
本文主要介绍了C语言模拟实现密码输入的示例代码，文中通过示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2022-02-02
这篇文章主要介绍了C++ opencv ffmpeg图片序列化实现代码解析,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下2020-08-08
Quazip是Qt平台下面的一个压缩解压缩库。本文将利用Quazip实现解压带有密码的加密文件，文中的示例代码讲解详细，感兴趣的小伙伴可以了解一下2022-02-02
QT获取时间的类有3个，分别是QDate、QTime、QDateTime,他们属于QT的network模块。本文详细的介绍了这3个模块的使用，感兴趣的可以了解一下2023-04-04
最新评论