位运算符分析

1. C语言中的位运算符——直接对bit位进行操作，效率最高

&	按位与
|	按位或
^	按位异或
~	按位取反
<<	左移
>>	右移

2. 左移和右移注意点

（1）左操作数必须为整型类型:char和short被隐式转换为int后进行移位操作

（2）右操作数的范围必须为：[0,31]。其他值属未定义行为，不同编译器处理不同。

（3）左移运算符 << 将运算数的二进制位左移：规则为高位丢弃，低位补0

（4）右移运算符 >> 把运算数的二进制位左移：规则为高位补符号，低位丢弃

3. 有趣的问题：0x1 << 2 + 3 的值会是什么？

【实例分析】位运算符初探

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", 3 << 2); //3<<2  ===> 0x11<<2 ===>1100，即12
    printf("%d\n", 3 >> 1); //0x11<<1， 即1
    printf("%d\n", -1 >> 1);//0x1111>>1 ，即0x1111，仍为1
    printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);//相当于0x01<<(2+3)，即32
    
    printf("%d\n", 3 << -1); // oops!右操作数必须为[0,31]，不同编译器处理方式不同
    
    return 0;
}

4. 小贴士——防错准则

（1）避免位运算符、逻辑运算符和数学运算符同时出现在一个表达式中

（2）当位运算符，逻辑运算符和数学运算符需要同时参与运算时，尽量使用括号（）表达达计算次序。

【小技巧】

　　①左移n位相当于乘以2的n次方，但效率比数学运算符高

　　②右移n位相当于除以2的n次方，但效率比数学运算符高

【编程实验】交换两个整型变量的值

#include <stdio.h>

//利用中间变量交换
#define SWAP1(a, b)    \
{                      \
    int t = a;         \
    a = b;             \
    b = t;             \
}

//利用部分和来交换（当a和b很大的时候，a+b有可能溢出）
#define SWAP2(a, b)    \
{                      \
    a = a + b;         \
    b = a - b;         \
    a = a - b;         \
}

//利用异或运算（不可能溢出且效率高）
#define SWAP3(a, b)    \
{                      \
    a = a ^ b;         \
    b = a ^ b;         \     /* 相当于a^b^b=>a^0=>a */
    a = a ^ b;         \
}

int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    
    
    printf("a = %d\n", a); 
    printf("b = %d\n", b); 
    
    SWAP3(a ,b);
    
    printf("a = %d\n", a); 
    printf("b = %d\n", b); 
    
    return 0;
}

5. 位运算与逻辑运算不同

（1）位运算没有短路规则，每个操作数都参与运算

（2）位运算的结果为整数，而不是0或1

（3）位运算符优先级高于逻辑运算优先级

【实例分析】混淆概念的判断条件

使用了位运算符作为判断条件（错误）	使用逻辑运算符作为判断条件（正确）
#include <stdio.h> int main() { int i = 0; int j = 0; int k = 0; //注意位运算，不会短路 if( ++i | ++j & ++k ) { printf("Run here...\n"); } printf("i = %d\n", i); //1 printf("j = %d\n", j); //1 printf("k = %d\n", k); //1 return 0; }	#include<stdio.h> int main() { int i = 0; int j = 0; int k = 0; //注意是逻辑运算，短路 if (++i || ++j && ++k) //&&优先高于|| { printf("Run here...\n"); } printf("i = %d\n", i); //1 printf("j = %d\n", j); //0 printf("k = %d\n", k); //0 return 0; }

面试题详解

　　有一个数列，其中的自然数都是以偶数的形式出现，只有一个自然数出现的次数为奇数次，编写程序找出这个自然数。

思路一：①排序；②遍历数列并计数，找出

思路二：异或的方式

#include <stdio.h>
#define DIM(a) {sizeof(a)/sizeof(*a)}

int main()
{
     int a[] = {2, 3, 5, 7, 2, 2, 2, 5, 3, 7, 1, 1, 1};
     int find = 0;
    
     for(int i=0; i<DIM(a); i++)
    {
        find = find ^ a[i];
     }

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

    return 0;    
}

6. 小结

（1）位运算符只能用于整数类型

（2）左移和右移运算符的右操作数范围必须为[0,31]

（3）位运算的没有短路规则，所有操作数均会求值。

（4）位运算的效率高于四则运算和逻辑运算

（5）运算优先级: 四则运算 > 位运算 > 逻辑运算