C語(yǔ)言位運(yùn)算符：與、或、異或、取反、左移和右移

位運(yùn)算是指按二進(jìn)制進(jìn)行的運(yùn)算。在系統(tǒng)軟件中，常常需要處理二進(jìn)制位的問(wèn)題。C語(yǔ)言提供了6個(gè)位操作運(yùn)算符。這些運(yùn)算符只能用于整型操作數(shù)，即只能用于帶符號(hào)或無(wú)符號(hào)的char,short,int與long類(lèi)型。

C語(yǔ)言提供的位運(yùn)算符列表：
運(yùn)算符 含義 描述
& 按位與 如果兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位都為1，則該位的結(jié)果值為1，否則為0
| 按位或 兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位中只要有一個(gè)為1，該位的結(jié)果值為1
^ 按位異或 若參加運(yùn)算的兩個(gè)二進(jìn)制位值相同則為0，否則為1
~ 取反 ~是一元運(yùn)算符，用來(lái)對(duì)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)按位取反，即將0變1，將1變0
<< 左移 用來(lái)將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位全部左移N位，右補(bǔ)0
>> 右移 將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位右移N位，移到右端的低位被舍棄，對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，高位補(bǔ)0

1、“按位與”運(yùn)算符（&）
    按位與是指：參加運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)據(jù)，按二進(jìn)制位進(jìn)行“與”運(yùn)算。如果兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位都為１，則該位的結(jié)果值為1；否則為0。這里的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(shí)與邏輯上“與”的運(yùn)算規(guī)則一致。邏輯上的“與”，要求運(yùn)算數(shù)全真，結(jié)果才為真。若，A=true,B=true,則A∩B=true 例如：3&5 3的二進(jìn)制編碼是11(2)。（為了區(qū)分十進(jìn)制和其他進(jìn)制，本文規(guī)定，凡是非十進(jìn)制的數(shù)據(jù)均在數(shù)據(jù)后面加上括號(hào)，括號(hào)中注明其進(jìn)制，二進(jìn)制則標(biāo)記為2）內(nèi)存儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的基本單位是字節(jié)（Byte），一個(gè)字節(jié)由8個(gè)位（bit)所組成。位是用以描述電腦數(shù)據(jù)量的最小單位。二進(jìn)制系統(tǒng)中，每個(gè)0或1就是一個(gè)位。將11（2）補(bǔ)足成一個(gè)字節(jié)，則是00000011（2）。5的二進(jìn)制編碼是101（2），將其補(bǔ)足成一個(gè)字節(jié)，則是00000101（2）
按位與運(yùn)算：
00000011(2)
&00000101(2)
00000001(2)
由此可知3&5=1
c語(yǔ)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(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元清零，即使其全部二進(jìn)制位為0，只要找一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，其中各個(gè)位符合一下條件：

原來(lái)的數(shù)中為1的位，新數(shù)中相應(yīng)位為0。然后使二者進(jìn)行&運(yùn)算，即可達(dá)到清零目的。
例：原數(shù)為43，即00101011（2），另找一個(gè)數(shù)，設(shè)它為148，即10010100（2），將兩者按位與運(yùn)算：
00101011（2）
&10010100（2）
00000000（2）
c語(yǔ)言源代碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=43;
int b = 148;
printf("%d",a&b);
}
（2）取一個(gè)數(shù)中某些指定位
若有一個(gè)整數(shù)a(2byte),想要取其中的低字節(jié)，只需要將a與8個(gè)1按位與即可。
a 00101100 10101100
b 00000000 11111111
c 00000000 10101100
（3）保留指定位：
與一個(gè)數(shù)進(jìn)行“按位與”運(yùn)算，此數(shù)在該位取1.
例如：有一數(shù)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(lái)，運(yùn)算如下：
01010100(2)
&00111011(2)
00010000(2)
即：a=84,b=59
    c=a&b=16
c語(yǔ)言源代碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=84;
int b = 59;
printf("%d",a&b);
}

2、“按位或”運(yùn)算符（|）
兩個(gè)相應(yīng)的二進(jìn)制位中只要有一個(gè)為1，該位的結(jié)果值為1。借用邏輯學(xué)中或運(yùn)算的話(huà)來(lái)說(shuō)就是，一真為真

。
例如：60（8）|17（8）,將八進(jìn)制60與八進(jìn)制17進(jìn)行按位或運(yùn)算。
00110000
|00001111
00111111 
c語(yǔ)言源代碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=060;
int b = 017;
printf("%d",a|b);
}
應(yīng)用：按位或運(yùn)算常用來(lái)對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)的某些位定值為1。例如：如果想使一個(gè)數(shù)a的低4位改為1，則只需要將a與17（8）進(jìn)行按位或運(yùn)算即可。

３、交換兩個(gè)值，不用臨時(shí)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(yǔ)句實(shí)現(xiàn)：
    ａ＝a∧b;
    ｂ＝b∧a;
    ａ＝a∧b;
ａ＝011(2)
    （∧）ｂ＝100(2)
ａ＝111(2)（a∧b的結(jié)果，a已變成７）
    （∧）ｂ＝100(2)
ｂ＝011(2)（b∧a的結(jié)果，b已變成３）
    （∧）ａ＝111(2)

ａ＝100（2）（a∧b的結(jié)果，a已變成４）
等效于以下兩步：
    ① 執(zhí)行前兩個(gè)賦值語(yǔ)句：“ａ＝ａ∧ｂ；”和“ｂ＝ｂ∧ａ；”相當(dāng)于b=b∧(a∧b)。
    ② 再執(zhí)行第三個(gè)賦值語(yǔ)句： ａ＝ａ∧ｂ。由于a的值等于（ａ∧ｂ），b的值等于（ｂ∧ａ∧ｂ），

因此，相當(dāng)于a=ａ∧ｂ∧ｂ∧ａ∧ｂ，即a的值等于ａ∧ａ∧ｂ∧ｂ∧ｂ，等于ｂ。
很神奇吧！
c語(yǔ)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(yùn)算符（~）
他是一元運(yùn)算符，用于求整數(shù)的二進(jìn)制反碼，即分別將操作數(shù)各二進(jìn)制位上的1變?yōu)?/span>0，0變?yōu)?/span>1。
例如：~77(8)
源代碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=077;
printf("%d",~a);
}

5、左移運(yùn)算符（<<）

左移運(yùn)算符是用來(lái)將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位左移若干位，移動(dòng)的位數(shù)由右操作數(shù)指定（右操作數(shù)必須是非負(fù)

值），其右邊空出的位用0填補(bǔ)，高位左移溢出則舍棄該高位。
例如：將a的二進(jìn)制數(shù)左移2位，右邊空出的位補(bǔ)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(dāng)于該數(shù)乘以2，左移2位相當(dāng)于該數(shù)乘以2*2＝4,15＜＜2=60，即乘了４。但此結(jié)論只適用于該

數(shù)左移時(shí)被溢出舍棄的高位中不包含1的情況。
    假設(shè)以一個(gè)字節(jié)（８位）存一個(gè)整數(shù)，若ａ為無(wú)符號(hào)整型變量，則ａ＝64時(shí)，左移一位時(shí)溢出的是0

，而左移2位時(shí)，溢出的高位中包含1。

6、右移運(yùn)算符（>>）
右移運(yùn)算符是用來(lái)將一個(gè)數(shù)的各二進(jìn)制位右移若干位，移動(dòng)的位數(shù)由右操作數(shù)指定（右操作數(shù)必須是非負(fù)

值），移到右端的低位被舍棄，對(duì)于無(wú)符號(hào)數(shù)，高位補(bǔ)0。對(duì)于有符號(hào)數(shù)，某些機(jī)器將對(duì)左邊空出的部分

用符號(hào)位填補(bǔ)（即“算術(shù)移位”），而另一些機(jī)器則對(duì)左邊空出的部分用0填補(bǔ)（即“邏輯移位”）。注

意：對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù),右移時(shí)左邊高位移入0；對(duì)于有符號(hào)的值,如果原來(lái)符號(hào)位為0(該數(shù)為正),則左邊也是移

入0。如果符號(hào)位原來(lái)為1(即負(fù)數(shù)),則左邊移入0還是1,要取決于所用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。有的系統(tǒng)移入0,有的

系統(tǒng)移入1。移入0的稱(chēng)為“邏輯移位”,即簡(jiǎn)單移位；移入1的稱(chēng)為“算術(shù)移位”。 
例： a的值是八進(jìn)制數(shù)113755： 
   a:1001011111101101 （用二進(jìn)制形式表示）
   a>>1: 0100101111110110 (邏輯右移時(shí))
   a>>1: 1100101111110110 (算術(shù)右移時(shí))
   在有些系統(tǒng)中,a>>1得八進(jìn)制數(shù)045766,而在另一些系統(tǒng)上可能得到的是145766。Turbo C和其他一些C

編譯采用的是算術(shù)右移,即對(duì)有符號(hào)數(shù)右移時(shí),如果符號(hào)位原來(lái)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(yùn)算賦值運(yùn)算符

位運(yùn)算符與賦值運(yùn)算符可以組成復(fù)合賦值運(yùn)算符。
   例如: &=, |=, >>=,<<=, ∧=
   例： a & = b相當(dāng)于 a = a & b
         a << =2相當(dāng)于a = a << 2