C语言中的位运算

在计算机程序中，数据的位是可以操作的最小数据单 位，理论上可以用“位运算”来完成所有的运算和操作。一般的位操作是用来控制硬件的，或者做数据变换使用，但是，灵活的位操作可以有效地提高程序运行的效 率。C语言提供了位运算的功能， 这使得C语言也能像汇编语言一样用来编写系统程序。

位运算符C语言提供了六种位运算符：

　　& 按位与

　　| 按位或

　　^ 按位异或

　　~ 取反

　　<< 左移

　　>> 右移

　　1. 按位与运算 按位与运算符"&"是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1 ，否则为0。参与运算的数以补码方式出现。

　　例如：9&5可写算式如下： 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码)　00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。

　　按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 ， 保留低八位， 可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。

main(){

int a=9,b=5,c;

c=a&b;

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);

}

应用：

a. 清零特定位 (mask中特定位置0，其它位为1，s=s&mask)

b. 取某数中指定位 (mask中特定位置1，其它位为0，s=s&mask)

　　2. 按位或运算 按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。

　　 例如：9|5可写算式如下：

00001001|00000101

00001101 (十进制为13)可见9|5=13

main(){

int a=9,b=5,c;

c=a|b;

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);

}

应用：

常用来将源操作数某些位置1，其它位不变。 (mask中特定位置1，其它位为0 s=s|mask)

　　3. 按位异或运算 按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或，当两对应的二进位相异时，结果为1。参与运算数仍以补码出现，例如9^5可写成算式如下：

00001001^00000101 00001100 (十进制为12)

main(){

int a=9;

a=a^15;

printf("a=%d\n",a);

}

应用：

a. 使特定位的值取反 (mask中特定位置1，其它位为0 s=s^mask)

b. 不引入第三变量，交换两个变量的值 (设 a=a1,b=b1)

目 标 操 作 操作后状态

a=a1^b1 a=a^b a=a1^b1,b=b1

b=a1^b1^b1 b=a^b a=a1^b1,b=a1

a=b1^a1^a1 a=a^b a=b1,b=a1

　　4. 求反运算 求反运算符～为单目运算符，具有右结合性。 其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如～9的运算为： ~(0000000000001001)结果为：1111111111110110

　　5. 左移运算 左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的运算数的各二进位全部左移若干位，由“<<”右边的数指定移动的位数， 高位丢弃，低位补0。 其值相当于乘2。例如： a<<4 指把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3)，左移4位后为00110000(十进制48)。

main(){

unsigned a,b;

printf("input a number: ");

scanf("%d",&a);

b=a>>5;

b=b&15;

printf("a=%d\tb=%d\n",a,b);

}

main(){

char a='a',b='b';

int p,c,d;

p=a;

p=(p<<8)|b;

d=p&0xff;

c=(p&0xff00)>>8;

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d);

}

6. 右移运算 右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>> ”左边的运算数的各二进位全部右移若干位，“>>”右边的数指定移动的位数。其值相当于除2。

　　例如：设 a=15，a>>2　表示把000001111右移为00000011(十进制3)。对于左边移出的空位，如果是正数则空位补0，若为负数， 可能补0或补1，这取决于所用的计算机系统。移入0的叫逻辑右移，移入1的叫算术右移，Turbo C采用逻辑右移。

main(){

　unsigned a,b;

　printf("input a number: ");

　scanf("%d",&a);

　b=a>>5;

　b=b&15;

　printf("a=%d b=%d ",a,b);

}

　　再看一例:

main(){

　char a='a',b='b';

　int p,c,d;

　p=a;

　p=(p<<8)|b;

　d=p&0xff;

　c=(p&0xff00)>>8;

　printf("a=%d b=%d c=%d d=%d ",a,b,c,d);

}