C語言位運算詳解

位運算是指按二進制進行的運算。在系統軟件中，經常須要處理二進制位的問題。C語言提供了6個位操做運算符。這些運算符只能用於整形操做數，即只能用於帶符號或無符號的char、short、int與long類型。

C語言提供的位運算符列表：

運算符 含義 描述

• & 按位與 若是兩個相應的二進制位都爲1，則該位的結果值位1，不然爲0
• | 按位或 兩個相應的二進制位只要有一個爲1，則該位的結果值爲1
• ^ 按位異或 若參加運算的兩個二進制位值相同則爲0，不然爲1
• ~ 取反 ~是一元運算符，用於對一個二進制數按位取反，即將0變1，將1變0，十進制是原數取反再減1
• << 左移 用來將一個數的各二進制位所有左移N位，右補0
• >> 右移 將一個數的各二進制位右移N位，移到右端的低位被捨棄，對於無符號數，高位補0

一、「按位與」運算符(&)

按位與是指：參加運算的兩個數據，按二進制進行」與「運算。若是兩個相應的二進制位都爲1，則該位的結果值爲1；不然爲0。這裏的1能夠理解爲邏輯中的true，0能夠理解爲邏輯中的false。按位與其實與邏輯上「與」的運算規則一致。邏輯上的「與」，要求運算數全真，結果才爲真。例如：3&5 3的二進制編碼是11(2)。（爲了區分十進制和其它進制，本文規定，凡是十進制的數據均在數據後面加上括號，括號中註明其進制，二進制則標記爲2）內存儲存數據的基本單位是字節(Byte)，一個字節由8個位（bit)所組成。位是用以描述電腦數據量的最小單位。二
進制系統中，每一個0或1就是一個位。將11（2）補足成一個字節，則是00000011（2）。5的二進制編碼是101（2），將其補足成一個字節，則是00000101（2）
按位與運算：
00000011(2)
&00000101(2)
00000001(2)
由此可知3&5=1
c語言代碼：

#include <stdio.h>
main() {
 int a=3;
 int b = 5;
 printf("%d",a&b);
}

按位與的用途：
（1）清零
若想對一個存儲單元清零，即便其所有二進制位爲0，只要找一個二進制數，其中各個位符合一下條件：
原來的數中爲1的位，新數中相應位爲0。而後使兩者進行&運算，便可達到清零目的。
例：原數爲43，即00101011（2），另找一個數，設它爲148，即10010100（2），將二者按位與運算：
00101011（2）
&10010100（2）
00000000（2）
c語言源代碼：

#include <stdio.h>
main()
{
 int a=43;
 int b = 148;
 printf("%d",a&b);
}

（2）取一個數中某些指定位
如有一個整數a(2byte),想要取其中的低字節，只須要將a與8個1按位與便可。
a 00101100 10101100
b 00000000 11111111
c 00000000 10101100
（3）保留指定位：
與一個數進行「按位與」運算，此數在該位取1.
例如：有一數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，運算以下：
01010100(2)
&00111011(2)
00010000(2)
即：a=84,b=59
c=a&b=16
c語言源代碼：

#include <stdio.h>
main()
{
 int a=84;
 int b = 59;
 printf("%d",a&b);
}

二、「按位或」運算符（|）

兩個相應的二進制位中只要有一個爲1，該位的結果值爲1。借用邏輯學中或運算的話來講就是，一真爲真。
例如：60（8）|17（8）,將八進制60與八進制17進行按位或運算。
00110000
|00001111
00111111
c語言源代碼：

#include <stdio.h>
main()
{
 int a=060;
 int b = 017;
 printf("%d",a|b);
}

應用：按位或運算經常使用來對一個數據的某些位定值爲1。例如：若是想使一個數a的低4位改成1，則只須要將a與17（8）進行按位或運算便可。

三、「異或」運算符（^）

他的規則是：若參加運算的兩個二進制位值相同則爲0，不然爲1,
即0∧0=0，0∧1=1，1∧0=1， 1∧1=0
例： 00111001
∧ 00101010
00010011
c語言源代碼：

#include <stdio.h>
main()
{
 int a=071;
 int b = 052;
 printf("%d",a^b);
}

應用：
（1）使特定位翻轉
設有數01111010（2），想使其低4位翻轉，即1變0，0變1.能夠將其與00001111（2）進行「異或」運算，
即：
01111010
^00001111
01110101
運算結果的低４位正好是原數低４位的翻轉。可見，要使哪幾位翻轉就將與其進行∧運算的該幾位置爲１便可。
(２)與0相「異或」，保留原值
例如：012^00=012
00001010
^00000000
00001010
由於原數中的1與0進行異或運算得1，0^0得0，故保留原數。
(３) 交換兩個值，不用臨時變量
例如：ａ＝３，即11（2）；ｂ＝４，即100（2）。
想將ａ和ｂ的值互換，能夠用如下賦值語句實現：
ａ＝a∧b;
ｂ＝b∧a;
ａ＝a∧b;
ａ＝011(2)
（∧）ｂ＝100(2)
ａ＝111(2)（a∧b的結果，a已變成７）
（∧）ｂ＝100(2)
ｂ＝011(2)（b∧a的結果，b已變成３）
（∧）ａ＝111(2)
ａ＝100（2）（a∧b的結果，a已變成４）
等效於如下兩步：
① 執行前兩個賦值語句：「ａ＝ａ∧ｂ；」和「ｂ＝ｂ∧ａ；」至關於b=b∧(a∧b)。
② 再執行第三個賦值語句： ａ＝ａ∧ｂ。因爲a的值等於（ａ∧ｂ），b的值等於（ｂ∧ａ∧ｂ）.
所以，至關於a=ａ∧ｂ∧ｂ∧ａ∧ｂ，即a的值等於ａ∧ａ∧ｂ∧ｂ∧ｂ，等於ｂ。
很神奇吧！
c語言源代碼：

#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);
}

四、「取反」運算符（~）

他是一元運算符，用於求整數的二進制反碼，即分別將操做數各二進制位上的1變爲0，0變爲1。
例如：~77(8)
源代碼：

#include <stdio.h>
main()
{
 int a=077;
 printf("%d",~a);
}

五、左移運算符（<<）

左移運算符是用來將一個數的各二進制位左移若干位，移動的位數由右操做數指定（右操做數必須是非負值），其右邊空出的位用0填補，高位左移溢出則捨棄該高位。
例如：將a的二進制數左移2位，右邊空出的位補0，左邊溢出的位捨棄。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位至關於該數乘以2，左移2位至關於該數乘以2*2＝4,15＜＜2=60，即乘了４。但此結論只適用於該數左移時被溢出捨棄的高位中不包含1的狀況。假設以一個字節（８位）存一個整數，若ａ爲無符號整型變量，則ａ＝64時，左移一位時溢出的是0，而左移2位時，溢出的高位中包含1。

六、右移運算符（>>）

右移運算符是用來將一個數的各二進制位右移若干位，移動的位數由右操做數指定（右操做數必須是非負值），移到右端的低位被捨棄，對於無符號數，高位補0。對於有符號數，某些機器將對左邊空出的部分用符號位填補（即「算術移位」），而另外一些機器則對左邊空出的部分用0填補（即「邏輯移位」）。注意：對無符號數,右移時左邊高位移入0；對於有符號的值,若是原來符號位爲0(該數爲正),則左邊也是移入0。若是符號位原來爲1(即負數),則左邊移入0仍是1,要取決於所用的計算機系統。有的系統移入0,有的系統移入1。移入0的稱爲「邏輯移位」,即簡單移位；移入1的稱爲「算術移位」。
例： a的值是八進制數113755：
a:1001011111101101 （用二進制形式表示）
a>>1: 0100101111110110 (邏輯右移時)
a>>1: 1100101111110110 (算術右移時)
在有些系統中,a>>1得八進制數045766,而在另外一些系統上可能獲得的是145766。Turbo C和其餘一些C編譯採用的是算術右移,即對有符號數右移時,若是符號位原來爲1，左面移入高位的是1。
源代碼：

#include <stdio.h>
main()
{
 int a=0113755;
 printf("%d",a>>1);
}

七、位運算賦值運算符

位運算符與賦值運算符能夠組成複合賦值運算符。
例如: &=, |=, >>=, <<=, ∧=
例： a & = b至關於 a = a & b
a << =2至關於a = a << 2

原文裝載自：http://www.cnblogs.com/911/archive/2008/05/20/1203477.html