C语言位运算
C语言位运算
0或者1值的运算对象出发，计算出具有0或者1 值的结果。
Ｃ语言提供了6种基本位运算功能：位否定、位与、位或、位异或、位左移和位右移。其中除位否定是单目运算外，其余5种均为
双目运算，6个位运算符分为4个优先级别，参见表3-9。
表3-9 逻辑运算符
运算符含义运算对象个数结合方向优先级
~ 按位求反单目运算符自右向左1
<< 按位左移双目运算符自左向右2
>> 按位右移双目运算符自左向右2
& 按位与双目运算符自左向右3
| 按位或双目运算符自左向右4
^ 按位异或双目运算符自左向右5
说明：
①位运算的优先级是：~→<<、>>→&→|→^。
②位运算的运算对象只能是整型(int)或字符型(char)的数据。
③位运算是对运算量的每一个二进制位分别进行操作。
3.5.2 按位逻辑运算
按位逻辑运算包括：位与、位或、位异或和位否定等四种运算。为了帮助读者理解，我们设a和b都是16位二进制整数，
它们的值分别是：
a: 1010,1001,0101,0111
b: 0110,0000,1111,1011
为了便于阅读，a和b中每４位用一个逗号分开。以下介绍对于a和b的位与、位或、位异或和位否定等按位逻辑运算。
1.按位与运算(&)
按位与是对两个运算量相应的位进行逻辑与，"&"的运算规则与逻辑与"&&"相同。按位与表达式：c=a&b
a: 1010,1001,0101,0111
& b: 0110,0000,1111,1011
c: 0010,0000,0101,0011
2.按位或运算（|）
按位或是对两个运算量相应的位进行逻辑或操作，其运算规则与逻辑或"||"相同。按位或表达式：c=a|b
a: 1010,1001,0101,0111
| b: 0110,0000,1111,1011
c: 1110,1001,1111,1111
3.按位异或运算（^）
按位异或运算的规则是：两个运算量的相应位相同，则结果为０，相异则结果为１。
即：0^0=0 0^1=1 1^0=1 1^1=0
按位异或表达式：c=a^b
a: 1010,1001,0101,0111
^ b: 0110,0000,1111,1011
c: 1100,1001,1010,1100
可见，异或运算的含义是：两个相应位的值相异，则结果为１，相同则为０。
4.按位求反运算符（~）
按位求反运算运算规则是将二进制表示的运算对象按位取反，即将１变为0，将0变为１。
按位异或表达式：c=~a
~ a: 1010,1001,0101,0111
c: 0101,0110,1010,1000
5.按位逻辑运算的应用
例3-8：设int x=7，求y=~x
y=~x=~7=~(0000,0000,0000,0111)=1111,1111,1111,1000=-8
可见，对x的值(7)按位求反结果恰为-8的补码表示，其原因是计算机中有：
整数求负＝整数求补＝按位求反＋１
所以：按位求反＝整数求负－１。
请注意求反运算与单目减和逻辑非运算的区别：
y=-x; 结果为：y=-7，
y=!x; 结果为：y=0。
例3-9：用按位与运算屏蔽特定位（将指定位清为０）。
设n=051652（八进制数），计算m=n&0177，则：m=052。
n: 0,101,001,110,101,010
& 0177: 0,000,000,001,111,111
m: 0,000,000,000,101,010
经过位与运算，将ｎ前９位屏蔽掉，即截取ｎ的后７位。
例3-10：用按位与运算保留特定位。
要想将一个变量ｎ的特定位保留下来，只要设一个数，使该数的某些位为１，这些位是与要保留的ｎ的特定位相对应的
位，再将ｎ与该数按位与。
设n=011050（为八进制数。对应的二进制为：0,001,001,000,101,000），要将ｎ的右起第2、4、6、8、10位保留下
来，只要n=n&01252，则有：
n: 0,001,001,000,101,000
& 01252: 0,000,001,010,101,010
n: 0,000,001,000,101,000 （n=01050）
注意，按位与的"&"功能与取地址运算的"&"不同，尽管两者采用了相同的符号。例3-11：用按位或运算将指定的位置为１。
设：x=061，y=016，则z=a|b为：
x: 0000，0000，0011，0001
| y: 0000，0000，0000，1110
z: 0000，0000，0011，1111
即将x或y中为１的位的相应位置成１，其结果是z中的后６位为１。
例3-12：用按位异或运算将某个量的特定位翻转。
要将变量ｎ的特定位翻转，即原来为１的变0，为0的变１，只要设一个数，使该数的某些位为１，这些位是与ｎ中要翻转
的相对应的位，然后将ｎ与该数进行按位异或运算。
设：a=015，要将后四位翻转，只要a=a^017，则：
a: 0000，0000，0011，1101
^ 017: 0000，0000，0011，1111
a: 0000，0000，0000，0010
3.5.3 移位运算
C语言提供了两个移位运算：左移和右移，它们是把整数作为二进制位序列，求出把这个序列左移若干位或者右移若干
位所得到的序列。左移和右移都是双目运算，运算符左边的运算对象是被左移或右移的数据，而运算符右边的运算对象是指明移
动的位数。数据左移或右移后空出来的位置补0。
左移、右移运算表达式的一般形式为：
x << n 或x >> n
其中x为移位运算对象，是要被移位的量；n是要移动的位数。
左移运算的规则是将x的二进制位全部向左移动n位，将左边移出的高位舍弃，右边空出的位补０。右移是将x的各二进制位全
部向右移动n位，将右边移出的低位舍弃，左边高位空出要根据原来量符号位的情况进行补充，对无符号数则补０；对有符号
数，若为正数则补０，若为负数则补１。
例如，设a=7，则：
b=a<<2 即：b=0000,0111<<2=0001,1100=28
c=a>>2 即：c=0000,0111>>2=0000,0001=1
左移的一个特殊用途是将整数值乘以2的幂，例如：左移运算表达式1<<4的计算结果是16，右移可以用于将整数值除乘2的
幂。
3.5.4 位运算赋值运算符
位运算符与赋值运算符可以组成以下5种位运算赋值运算符：
&=、|=、>>=、<<=、^=
由这些位运算赋值运算符可以构成位运算赋值表达式。例如：
x&=y 相当于：x=x&y
x<<=2 相当于：x=x<<2
x>>=3 相当于：x=x>>3
x^=5 相当于：x=x^5__