C语言——位操作符-云帆数科

一、位操作符操作符名称形式计算规则按位与a b对应二进制位有 0 就是 0同时为 1 才是 1|按位或a | b对应二进制位有 1 就是 1同时为 0 才是 0^按位异或a ^ b对应二进制位相同为 0相异为 1~按位取反~a所有二进制位逐个取反0 变 11 变 0左移操作符a b将 a 的二进制补码向左移动 b 位低位补 0右移操作符a b将 a 的二进制补码向右移动 b 位若 a 为正整数或无符号整数高位补 0若 a 0空出的高位补符号位二、位操作符的使用按位与eg:intmain(){intnum1-5;intnum27;intn1num1num2;printf(n1%d\n,n1);return0;}代码解释补充正数和无符号整数的原码、反码和补码相同负数的反码是将原码除符号位外的所有位取反补码是反码加 1。num1由于 num1 是负数所以它的原码、反码、补码都不相同原码: 1 0000000 00000000 00000000 00000101 反码: 1 1111111 11111111 11111111 11111010 补码: 1 1111111 11111111 11111111 11111011num2num2 是正数原码反码补码原、反、补码: 0 0000000 00000000 00000000 00000111与运算规则为对应二进制位有 0 就是 0同时为 1 才是 1。num1 与 num2 的补码进行与运算结果为0 0000000 00000000 00000000 00000011符号位为 0此结果为正数原码补码 00000000 00000000 00000000 00000011。由于在控制台上输出的是原码所以打印3。以下为上述程序的运行结果|按位或eg:intmain(){intnum1-5;intnum27;intn2num1|num2;printf(n2%d\n,n2);return0;}num1:原码:10000000 00000000 00000000 00000101反码: 11111111 111111111 11111111 11111010补码: 11111111 11111111 11111111 11111011num2:原、反、补码00000000 00000000 00000000 00000111或运算规则为对应二进制位有1就是1同时为0才是0num1与num2的补码进行或运算结果为11111111 11111111 11111111 11111111符号位为1此结果为负数原码补码原码为补码除符号位外的其它位取反加1**取反10000000 00000000 00000000 00000000加1 10000000 00000000 00000000 00000001由于在控制台上输出的为原码所以打印**-1**以下为上述程序的运行结果^ 按位异或eg:intmain(){intnum1-5;intnum27;intn3num1^num2;printf(n3%d\n,n3);return0;}num1:原码:10000000 00000000 00000000 00000101反码: 11111111 111111111 11111111 11111010补码: 11111111 11111111 11111111 11111011num2:原、反、补码00000000 00000000 00000000 00000111按位异或运算规则为对应二进制位,相同为0相异为1num1与num2的补码进行按位异或运算结果为11111111 11111111 11111111 11111100符号位为1此结果为负数原码补码原码为补码除符号位外的其它位取反加1**取反10000000 00000000 00000000 00000011加1 10000000 00000000 00000000 00000100由于在控制台上输出的为原码所以打印**-4**以下为上述程序的运行结果~ 按位取反eg:intmain(){intnum0;intn4~numprintf(n4%d\n,n4);return0;}num:原反补码:00000000 00000000 00000000 00000000按位取反规则所有二进制位逐个取反0变11变0n4:补码:11111111 11111111 11111111 11111111符号位为1此结果为负数原码补码 ,在控制台上输出的是原码因此要求n4的原码原码为补码除符号位外的其它位取反加1**取反10000000 00000000 00000000 00000000加1 10000000 00000000 00000000 00000001由于在控制台上输出的为原码所以打印**-1**以下为上述程序的运行结果在这里插入图片描述左移操作符eg:intmain(){intnum10;intn5num1;printf(n5%d\n,n5);return0;}显然n5的结果为20但num的结果还是10.总结左移的n位的结果为原数乘2的n次方注意溢出右移操作符eg1:intmain(){intnum10;intn6num1;printf(n6%d\n,n6);return0;}显然n6的结果为5但num的结果还是10.eg2:intmain(){intnum-10;intn7nm2;printf(n7%d\n,n7);return0;}解释num:原码1000 1010反码1111 0101补码1111 0110将num的补码向右移两位得**11 1101**为高位空出的两位补符号位1得1111 1101它的原码为1000 0011所以n7的值为-3.总结左移的n位的结果为原数除2的n次方向下取整注意溢出三、总结本文围绕 C 语言中的位操作符展开先给出六种位操作符的速查表再逐一用具体数值演示运算过程核心要点可以归纳为以下几点运算基于补码位操作符直接作用于内存中的补码而printf输出的是原码。因此遇到负数时必须先由原码求补码参与运算再把结果补码还原成原码才能得到正确的打印值。正负数的原反补关系正数与无符号整数的原码、反码、补码三者相同负数的反码是原码除符号位外按位取反补码是反码加 1。还原时则反向操作补码除符号位外取反加 1 得到原码。六种操作符的规则有 0 则 0、全 1 才 1|有 1 则 1、全 0 才 0^相同为 0、相异为 1~对所有二进制位含符号位逐个取反低位补 0对正数或无符号数高位补 0对负数高位补符号位 1。移位等价于乘除 2 的幂左移 n 位相当于原数乘 2 的 n 次方右移 n 位相当于原数除 2 的 n 次方并向下取整两者都要注意溢出问题。移位不改变原变量num 1、num 1只是产生一个新值num本身保持不变除非使用复合赋值如num 1。掌握「补码运算符号位处理」这条主线再结合移位与乘除 2 的幂的对应关系就能快速手算任意两个整数之间的位运算结果也为后续学习位运算技巧如掩码、状态压缩、快速幂等打下基础。

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