简单讲讲位运算

本文详细介绍了C++中的六种位运算符:按位与、按位或、按位异或、取反、左移和右移。通过具体运算规则和示例,帮助读者理解这些运算符如何应用于整型操作数,包括带符号和无符号的char、short、int与long类型。

一、位运算符

C++ 提供了按位与(&)、按位或(| )、按位异或(^)、取反(~)、左移(<<)、右移(>>)这 6 种位运算符。 这些运算符只能用于整型操作数,即只能用于带符号或无符号的 char、short、int 与 long 类型。
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1.按位与运算符(&)

  • “a&b”是指将参加运算的两个整数a和b,按二进制位进行“”运算。
  • 运算规则:0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1。
  • 即:两位同时为“1”,结果才为“1”,否则为0(有0就为0都是1才为1)。

2.按位或运算符(|)

  • 参加运算的两个对象,按二进制位进行“”运算。
  • 运算规则:0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1。
  • 即 :参加运算的两个对象只要有一个为1,其值为1(有1就为1)。

3.按位异或运算符(^)

  • 参加运算的两个数据,按二进制位进行“异或”运算。
  • 运算规则:0 ^ 0=0; 0 ^ 1=1; 1^ 0=1; 1^1=0;
  • 即:参加运算的两个对象,如果两个相应位为“异”(值不同),则该位结果为1,否则为0(异为1,同为0)。

4.按位取反运算符(~)

  • 按位取反运算符(~)是指将整数的各个二进制位都取反,即1变为0,0变为1(0变1,1变0)。

5.按位左移运算符(<<)

  • 左移运算符是用来将一个数的各二进制位左移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负值),其右边空出的位用0填补,高位左移溢出则舍弃该高位(在高位左移未溢出时,左移n位即乘2n)。

6.按位右移运算符(>>)

  • 右移运算符是用来将一个数的各二进制位右移若干位,移动的位数由右操作数指定(右操作数必须是非负值),移到右端的低位被舍弃,对于无符号数,高位补0。对于有符号数,某些机器将对左边空出的部分用符号位填补(即“算术移位”),而另一些机器则对左边空出的部分用0填补(即“逻辑移位”)。(该数|2n时,右移n位即除2n
区别左移和右移
  • 尖的指向左边即为左移,尖的指向右边即为右移。
  • —>>指向右边;<<—指向左边

二、下面列举一些常见的二进制位的变换操作

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### 运算放大器的基础概念与教学资源 运算放大器是一种高增益直流耦合放大器,广泛应用于信号处理、滤波以及各种测量电路中。其核心特性在于能够通过外部元件配置实现多种功能,例如比较器、电压跟随器和差分放大器等。 #### 1. **基本工作原理** 运算放大器的核心理念基于输入端的差异电压被放大并输出。理想运放具有无限高的开环增益 \(A_{OL}\),这意味着即使输入端存在极小的电压差也会导致输出达到饱和状态[^3]。然而,在实际应用中,为了控制输出幅度,通常引入负反馈机制使系统稳定运行。例如,当构建一个电压跟随器时,通过连接反相输入端至输出端形成闭环回路,从而确保输出精确跟踪输入电压[^3]。 #### 2. **典型应用场景** - **比较器**: 当不施加任何反馈路径时,运放表现为一种开关器件——单限比较器。一旦正向输入高于负向输入,则输出跃迁至上限;反之亦然[^3]。 - **电压跟随器**: 利用单位增益缓冲模式下的负反馈技术,可设计出低失真且具备良好驱动能力的电压跟随器[^3]。 - **差动放大器**: 特别是在大功率设备监控场合下,如电动机控制系统里实施电流传感任务时尤为有用。考虑到采样电阻可能极其微弱以至于接近导体本身阻抗水平的情况,推荐采用凯尔文四线制接法以消除寄生效应干扰影响精度[^4]。 #### 3. **学习建议** 针对希望深入理解运算放大器的同学而言,《模电》郑益慧老师的课程笔记提供了详尽的学习策略指南,强调课堂专注聆听配合课后主动练习的重要性,并特别指出对于复杂主题像乘法器及其关联组件的理解需依赖反复实践巩固知识点的记忆效果[^1]。 另外,“teacher forcing” 方法虽然主要用于序列模型训练领域内加速收敛速度方面取得显著成效[^2],但对于初学者来说也可借鉴此思路:即在尝试独立解决新类型题目之前先参照标准解答逐步模仿直至熟练掌握为止。 #### 4. **关于唐老师视频教程** 目前网络平台上确实存在不少由资深工程师录制的教学影片资料可供查阅学习,其中包括但不限于前述提及到有关于“电子竞赛项目中的电流探测技巧”的专题讲座系列之一部分涉及到了具体如何运用运算放大器完成精准数据采集流程演示等内容。不过鉴于版权保护等因素考量无法直接提供链接地址信息,请自行搜索关键词组合查询获取相关内容。 ```python # 示例代码展示简单同相比例放大器计算逻辑 def op_amp_gain(v_in, Rf, Rin): """ Calculate the output voltage of an operational amplifier configured as a non-inverting amplifier. Parameters: v_in (float): Input Voltage. Rf (float): Feedback Resistor Value in Ohms. Rin (float): Input Resistor Value in Ohms. Returns: float: Output Voltage based on given parameters. """ gain = 1 + (Rf / Rin) return round(gain * v_in, 2) print(op_amp_gain(1, 10e3, 1e3)) # Example usage with typical resistor values ```
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