【轉】位運算

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一．邏輯運算符 

1.& 位與運算 

 1) 運算規則 

　　位與運算的實質是將參與運算的兩個數據，按對應的二進制數逐位進行邏輯與運算。例如：int型常量4和7進行位與運算的運算過程以下：

4=0000 0000 0000 0100 &7 =0000 0000 0000 0111= 0000 0000 0000 0100

　　對於負數，按其補碼進行運算。例如：例如：int型常量-4和7進行位與運算的運算過程以下：－4=1111 1111 1111 1100 &7 =0000 0000 0000 0111= 0000 0000 0000 0100

2) 典型應用 

(1) 清零 

　　清零：快速對某一段數據單元的數據清零，即將其所有的二進制位爲0。例如整型數a=321對其所有數據清零的操做爲a=a&0x0。 321=0000 0001 0100 0001 &0=0000 0000 0000 0000= 0000 0000 0000 0000

(2) 獲取一個數據的指定位 

　　獲取一個數據的指定位。例如得到整型數a=的低八位數據的操做爲a=a&0xFF。

　　321=0000 0001 0100 0001 & 0xFF =0000 0000 1111 11111 = 0000 0000 0100 0001

　　得到整型數a=的高八位數據的操做爲a=a&0xFF00。==a&0XFF00==

　　321=0000 0001 0100 0001 & 0XFF00=1111 1111 0000 0000 = 0000 0001 0000 0000

(3)保留數據區的特定位 

　　保留數據區的特定位。例如得到整型數a=的第7-8位（從0開始）位的數據操做爲： 110000000

　　321=0000 0001 0100 0001 & 384=0000 0001 1000 0000 = 0000 0001 0000 0000

2. | 位或運算 

1) 運算規則 

　　位或運算的實質是將參與運算的兩個數據，按對應的二進制數逐位進行邏輯或運算。例如：int型常量5和7進行位或運算的表達式爲5|7，結果以下：5= 0000 0000 0000 0101 | 7= 0000 0000 0000 0111=0000 0000 0000 0111

2) 主要用途 

　　(1) 設定一個數據的指定位。例如整型數a=321，將其低八位數據置爲1的操做爲a=a|0XFF。321= 0000 0001 0100 0001 | 0000 0000 1111 1111=0000 0000 1111 1111

　邏輯運算符||與位或運算符|的區別 

　　條件「或」運算符 (||) 執行 bool 操做數的邏輯「或」運算，但僅在必要時才計算第二個操做數。 x || y , x | y 不一樣的是，若是 x 爲 true，則不計算 y（由於不論 y 爲什麼值，「或」操做的結果都爲 true）。這被稱做爲「短路」計算。

3. ^ 位異或 

 1) 運算規則 

　　位異或運算的實質是將參與運算的兩個數據，按對應的二進制數逐位進行邏輯異或運算。只有當對應位的二進制數互斥的時候，對應位的結果才爲真。例如：int型常量5和7進行位異或運算的表達式爲5^7，結果以下：5=0000 0000 0000 0101^7=0000 0000 0000 0111 = 0000 0000 0000 0010

2) 典型應用 

 (1)定位翻轉 

　　定位翻轉：設定一個數據的指定位，將1換爲0，0換爲1。例如整型數a=321,，將其低八位數據進行翻位的操做爲a=a^0XFF;

(2)數值交換 

　　數值交換。例如a=3,b=4。在例11-1中，無須引入第三個變量，利用位運算便可實現數據交換。如下的操做能夠實現a,b兩個數據的交換：

　　a=a^b;

　　b=b^a;

　　a=a^b;

4．~ 位非 

　　位非運算的實質是將參與運算的兩個數據，按對應的二進制數逐位進行邏輯非運算。

 

二．位移運算符

1．位左移 　　左移運算的實質是將對應的數據的二進制值逐位左移若干位，並在空出的位置上填0，最高位溢出並捨棄。例如int a,b; 　　a=5; b=a<<2; 　　則b=20，分析過程以下： 　　(a)10=(5)10=(0000 0000 0000 0101)2 　　b=a<<2; 　　b=(0000 0000 0001 0100)2=(20)10 　　從上例能夠看出位運算能夠實現二倍乘運算。因爲位移操做的運算速度比乘法的運算速度高不少。所以在處理數據的乘法運算的時，採用位移運算能夠得到較快的速度。 提示 將全部對2的乘法運算轉換爲位移運算，可提升程序的運行效率 2．位右移
位右移運算的實質是將對應的數據的二進制值逐位右移若干位，並捨棄出界的數字。若是當前的數爲無符號數，高位補零。例如： 　　int (a)10=(5)10=(0000 0000 0000 0101)2 　　b=a>>2; 　　b=(0000 0000 0000 0001)2=(1)10 　　若是當前的數據爲有符號數，在進行右移的時候，根據符號位決定左邊補0仍是補1。若是符號位爲0，則左邊補0；可是若是符號位爲1，則根據不一樣的計算機系統，可能有不一樣的處理方式。能夠看出位右移運算，能夠實現對除數爲2的整除運算。 提示 將全部對2的整除運算轉換爲位移運算，可提升程序的運行效率
3．複合的位運算符 　　在C語言中還提供複合的位運算符，以下： 　　&=、!=、>>=、<<=和^= 　　例如：a&=0x11等價於 a= a&0x11，其餘運算符以此類推。 　　不一樣類型的整數數據在進行混合類型的位運算時，按右端對齊原則進行處理，按數據長度大的數據進行處理，將數據長度小的數據左端補0或1。例如char a與int b進行位運算的時候，按int 進行處理，char a轉化爲整型數據，並在左端補0。 補位原則以下： 　　1) 對於有符號數據：若是a爲正整數，則左端補0，若是a 爲負數，則左端補1。 　　2) 對於無符號數據：在左端補0。 4．例子 　　例11-2　得到一個無符號數據從第p位開始的n位二進制數據。假設數據右端對齊，第0位二進制數在數據的最右端，得到的結果要求右對齊。 　　 #include <stdio.h> /*getbits:得到從第p位開始的n位二進制數 */ unsigned int getbits(unsigned int x, unsigned int p, unsigned n) { unsigned int a; unsigned int b; a=x>>(p+1); b=~(~0<<n); return a&b; } 提示在某一平臺進行程序開發時，首先要求瞭解此係統的基本數據類型的有效範圍，對涉及的位運算進行評估，特別是要對邊界數據進行檢測，確保計算正確。