1. 程式人生 > >C的|、||、&、&&、異或、~、!運算

C的|、||、&、&&、異或、~、!運算

整數 關系 位置 row color 對齊 進位 常常 註意

位運算 位運算的運算分量只能是整型或字符型數據,位運算把運算對象看作是由二進位組成的位串信息,按位完成指定的運算,得到位串信息的結果。 位運算符有: &(按位與)、|(按位或)、^(按位異或)、~ (按位取反)。 其中,按位取反運算符是單目運算符,其余均為雙目運算符。 位運算符的優先級從高到低,依次為~、&、^、|, 其中~的結合方向自右至左,且優先級高於算術運算符,其余運算符的結合方向都是自左至右,且優先級低於關系運算符。 (1)按位與運算符(&)
按位與運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算:
0 & 0 = 0, 0 & 1 = 0, 1 & 0 = 0, 1 & 1 = 1。
即同為 1 的位,結果為 1,否則結果為 0。
例如,設3的內部表示為
00000011
5的內部表示為
00000101
則3&5的結果為
00000001
按位與運算有兩種典型用法,一是取一個位串信息的某幾位,如以下代碼截取x的最低7位:x & 0177。二是讓某變量保留某幾位,其余位置0,如以下代碼讓x只保留最低6位:x = x & 077。以上用法都先要設計好一個常數,該常數只有需要的位是1,不需要的位是0。用它與指定的位串信息按位與。 (2)按位或運算符(|)

按位或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算:
0 | 0 = 0, 0 | 1 = 1, 1 | 0 = 1, 1 | 1 = 1
即只要有1個是1的位,結果為1,否則為0。
例如,023 | 035 結果為037。
按位或運算的典型用法是將一個位串信息的某幾位置成1。如將要獲得最右4為1,其他位與變量j的其他位相同,可用邏輯或運算017|j。若要把這結果賦給變量j,可寫成:
j = 017|j (3)按位異或運算符(^)
按位異或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算:
0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0
即相應位的值相同的,結果為 0,不相同的結果為 1。
例如,013^035結果為026。
異或運算的意思是求兩個運算分量相應位值是否相異,相異的為1,相同的為0。按位異或運算的典型用法是求一個位串信息的某幾位信息的反。如欲求整型變量j的最右4位信息的反,用邏輯異或運算017^j,就能求得j最右4位的信息的反,即原來為1的位,結果是0,原來為0的位,結果是1。 (4)按位取反運算符(~)

按位取反運算是單目運算,用來求一個位串信息按位的反,即哪些為0的位,結果是1,而哪些為1的位,結果是0。例如, ~7的結果為0xfff8。
取反運算常用來生成與系統實現無關的常數。如要將變量x最低6位置成0,其余位不變,可用代碼x = x & ~077實現。以上代碼與整數x用2個字節還是用4個字節實現無關。
當兩個長度不同的數據進行位運算時(例如long型數據與int型數據),將兩個運算分量的右端對齊進行位運算。如果短的數為正數,高位用0補滿;如果短的數為負數,高位用1補滿。如果短的為無符號整數,則高位總是用0補滿。
位運算用來對位串信息進行運算,得到位串信息結果。如以下代碼能取下整型變量k的位串信息的最右邊為1的信息位:((k-1)^k) & k。 移位運算
移位運算用來將整型或字符型數據作為二進位信息串作整體移動。有兩個運算符:
<< (左移) 和 >> (右移)
移位運算是雙目運算,有兩個運算分量,左分量為移位數據對象,右分量的值為移位位數。移位運算將左運算分量視作由二進位組成的位串信息,對其作向左或向右移位,得到新的位串信息。
移位運算符的優先級低於算術運算符,高於關系運算符,它們的結合方向是自左至右。 (1)左移運算符(<<)
左移運算將一個位串信息向左移指定的位,右端空出的位用0補充。例如014<<2,結果為060,即48。
左移時,空出的右端用0補充,左端移出的位的信息就被丟棄。在二進制數運算中,在信息沒有因移動而丟失的情況下,每左移1位相當於乘2。如4 << 2,結果為16。 (2)右移運算符(>>)
右移運算將一個位串信息向右移指定的位,右端移出的位的信息被丟棄。例如12>>2,結果為3。與左移相反,對於小整數,每右移1位,相當於除以2。在右移時,需要註意符號位問題。對無符號數據,右移時,左端空出的位用0補充。對於帶符號的數據,如果移位前符號位為0(正數),則左端也是用0補充;如果移位前符號位為1(負數),則左端用0或用1補充,取決於計算機系統。對於負數右移,稱用0 補充的系統為“邏輯右移”,用1補充的系統為“算術右移”。以下代碼能說明讀者上機的系統所采用的右移方法:
printf("%d\n\n\n", -2>>4);
若輸出結果為-1,是采用算術右移;輸出結果為一個大整數,則為邏輯右移。
移位運算與位運算結合能實現許多與位串運算有關的復雜計算。設變量的位自右至左順序編號,自0位至15位,有關指定位的表達式是不超過15的正整數。以下各代碼分別有它們右邊註釋所示的意義:
~(~0 << n)
(x >> (1 p-n)) & ~(~0 << n)
new |= ((old >> row) & 1) << (15 – k)
s &= ~(1 << j)
for(j = 0; ((1 << j) & s) == 0; j ) ; ===================================================================================================

位運算是指按二進制進行的運算。在系統軟件中,常常需要處理二進制位的問題。C語言提供了6個位操作運算符。這些運算符只能用於整型操作數,即只能用於帶符號或無符號的char,short,int與long類型。

C語言提供的位運算符列表
運算符 含義 描述
& 按位與 如果兩個相應的二進制位都為1,則該位的結果值為1,否則為0
| 按位或 兩個相應的二進制位中只要有一個為1,該位的結果值為1
^ 按位異或 若參加運算的兩個二進制位值相同則為0,否則為1
~ 取反 ~是一元運算符,用來對一個二進制數按位取反,即將0變1,將1變0
<< 左移 用來將一個數的各二進制位全部左移N位,右補0
>> 右移 將一個數的各二進制位右移N位,移到右端的低位被舍棄,對於無符號數,高位補0


1、“按位與”運算符(&)
按位與是指:參加運算的兩個數據,按二進制位進行“與”運算。如果兩個相應的二進制位都為1,則該位的結果值為1;否則為0。這裏的1可以理解為邏輯中的true,0可以理解為邏輯中的false。按位與其實與邏輯上“與”的運算規則一致。邏輯上的“與”,要求運算數全真,結果才為真。若,A=true,B=true,則A∩B=true 例如:3&5 3的二進制編碼是11(2)。(為了區分十進制和其他進制,本文規定,凡是非十進制的數據均在數據後面加上括號,括號中註明其進制,二進制則標記為2)內存儲存數據的基本單位是字節(Byte),一個字節由8個位(bit)所組成。位是用以描述電腦數據量的最小單位。二進制系統中,每個0或1就是一個位。將11(2)補足成一個字節,則是00000011(2)。5的二進制編碼是101(2),將其補足成一個字節,則是00000101(2)
按位與運算:
00000011(2)
&00000101(2)
00000001(2)
由此可知3&5=1
c語言代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=3;
int b = 5;
printf("%d",a&b);
}
按位與的用途:
(1)清零
若想對一個存儲單元清零,即使其全部二進制位為0,只要找一個二進制數,其中各個位符合一下條件:

原來的數中為1的位,新數中相應位為0。然後使二者進行&運算,即可達到清零目的。
例:原數為43,即00101011(2),另找一個數,設它為148,即10010100(2),將兩者按位與運算:
00101011(2)
&10010100(2)
00000000(2)
c語言源代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=43;
int b = 148;
printf("%d",a&b);
}
(2)取一個數中某些指定位
若有一個整數a(2byte),想要取其中的低字節,只需要將a與8個1按位與即可。
a 00101100 10101100
b 00000000 11111111
c 00000000 10101100
(3)保留指定位:
與一個數進行“按位與”運算,此數在該位取1.
例如:有一數84,即01010100(2),想把其中從左邊算起的第3,4,5,7,8位保留下來,運算如下:
01010100(2)
&00111011(2)
00010000(2)
即:a=84,b=59
c=a&b=16
c語言源代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=84;
int b = 59;
printf("%d",a&b);
}


2、“按位或”運算符(|)
兩個相應的二進制位中只要有一個為1,該位的結果值為1。借用邏輯學中或運算的話來說就是,一真為真


例如:60(8)|17(8),將八進制60與八進制17進行按位或運算。
00110000
|00001111
00111111
c語言源代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=060;
int b = 017;
printf("%d",a|b);
}
應用:按位或運算常用來對一個數據的某些位定值為1。例如:如果想使一個數a的低4位改為1,則只需要將a與17(8)進行按位或運算即可。


3、交換兩個值,不用臨時變量
例如:a=3,即11(2);b=4,即100(2)。
想將a和b的值互換,可以用以下賦值語句實現:
a=a∧b;
b=b∧a;
a=a∧b;
a=011(2)
(∧)b=100(2)
a=111(2)(a∧b的結果,a已變成7)
(∧)b=100(2)
b=011(2)(b∧a的結果,b已變成3)
(∧)a=111(2)


a=100(2)(a∧b的結果,a已變成4)
等效於以下兩步:
① 執行前兩個賦值語句:“a=a∧b;”和“b=b∧a;”相當於b=b∧(a∧b)。
② 再執行第三個賦值語句: a=a∧b。由於a的值等於(a∧b),b的值等於(b∧a∧b),

因此,相當於a=a∧b∧b∧a∧b,即a的值等於a∧a∧b∧b∧b,等於b。
很神奇吧!
c語言源代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=3;
int b = 4;
a=a^b;
b=b^a;
a=a^b;
printf("a=%d b=%d",a,b);
}


4、“取反”運算符(~)
他是一元運算符,用於求整數的二進制反碼,即分別將操作數各二進制位上的1變為0,0變為1。
例如:~77(8)
源代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=077;
printf("%d",~a);
}


5、左移運算符(<<)

左移運算符是用來將一個數的各二進制位左移若幹位,移動的位數由右操作數指定(右操作數必須是非負

值),其右邊空出的位用0填補,高位左移溢出則舍棄該高位。
例如:將a的二進制數左移2位,右邊空出的位補0,左邊溢出的位舍棄。若a=15,即00001111(2),左移2

位得00111100(2)。
源代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=15;
printf("%d",a<<2);
}
左移1位相當於該數乘以2,左移2位相當於該數乘以2*2=4,15<<2=60,即乘了4。但此結論只適用於該

數左移時被溢出舍棄的高位中不包含1的情況。
假設以一個字節(8位)存一個整數,若a為無符號整型變量,則a=64時,左移一位時溢出的是0

,而左移2位時,溢出的高位中包含1。


6、右移運算符(>>)
右移運算符是用來將一個數的各二進制位右移若幹位,移動的位數由右操作數指定(右操作數必須是非負

值),移到右端的低位被舍棄,對於無符號數,高位補0。對於有符號數,某些機器將對左邊空出的部分

用符號位填補(即“算術移位”),而另一些機器則對左邊空出的部分用0填補(即“邏輯移位”)。註

意:對無符號數,右移時左邊高位移入0;對於有符號的值,如果原來符號位為0(該數為正),則左邊也是移

入0。如果符號位原來為1(即負數),則左邊移入0還是1,要取決於所用的計算機系統。有的系統移入0,有的

系統移入1。移入0的稱為“邏輯移位”,即簡單移位;移入1的稱為“算術移位”。
例: a的值是八進制數113755:
a:1001011111101101 (用二進制形式表示)
a>>1: 0100101111110110 (邏輯右移時)
a>>1: 1100101111110110 (算術右移時)
在有些系統中,a>>1得八進制數045766,而在另一些系統上可能得到的是145766。Turbo C和其他一些C

編譯采用的是算術右移,即對有符號數右移時,如果符號位原來為1,左面移入高位的是1。
源代碼:
#include <stdio.h>
main()
{
int a=0113755;
printf("%d",a>>1);
}


7、位運算賦值運算符

位運算符與賦值運算符可以組成復合賦值運算符。
例如: &=, |=, >>=, <<=, ∧=
例: a & = b相當於 a = a & b
a << =2相當於a = a << 2

C的|、||、&、&&、異或、~、!運算