C语言操作符深度解析（三）

原创已于 2025-01-09 20:06:09 修改 · 873 阅读

30 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#c语言 #开发语言

于 2024-04-24 17:04:56 首次发布

本文详细介绍了二进制的基础概念，包括不同进制间的转换方法，如10进制转2、8、16进制，以及原码、反码和补码的表示方式。此外，还探讨了移位操作符在计算机编程中的使用，包括左移和右移的规则。

我们已经讲过算术操作符、赋值操作符、逻辑操作符、条件操作符和部分的单⽬操作符，今天继续介绍⼀部分，操作符中有⼀些操作符和⼆进制有关系，我们先铺垫⼀下⼆进制的和进制转换的知识。

一、⼆进制和进制转换

其实我们经常能听到 2进制、8进制、10进制、16进制这样的讲法，那是什么意思呢？其实2进制、8 进制、10进制、16进制是数值的不同表⽰形式⽽已。

数值15的各种进制的表⽰形式：

        15的2进制：1111

        15的8进制：17

        15的10进制：15

        15的16进制：F

        //16进制的数值之前写：0x

        //8进制的数值之前写:0

我们重点介绍⼀下⼆进制：⾸先我们还是得从10进制讲起，其实10进制是我们⽣活中经常使⽤的，我们已经形成了很多尝试：

• 10进制中满10进1

• 10进制的数字每⼀位都是0~9的数字组成

其实⼆进制也是⼀样的

• 2进制中满2进1

• 2进制的数字每⼀位都是0~1的数字组成

那么 1101 就是⼆进制的数字了。

2.1 2进制转10进制

其实10进制的123表⽰的值是⼀百⼆⼗三，为什么是这个值呢？其实10进制的每⼀位是有权重的，10 进制的数字从右向左是个位、⼗位、百位....，分别每⼀位的权重是 10 , 10 , 10 ...

2进制和10进制是类似的，只不过2进制的每⼀位的权重，从右向左是:2 , 2 , 2 ... 0 1 2

如果是2进制的1101，该怎么理解呢？

2.1.1 10进制转2进制数字

2.2 2进制转8进制和16进制

2.2.1 2进制转8进制

8进制的数字每⼀位是0~7的，0~7的数字，各⾃写成2进制，最多有3个2进制位就⾜够了，⽐如7的⼆进制是111，所以在2进制转8进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每3个2进制位会换算⼀个8进制位，剩余不够3个2进制位的直接换算。

如：2进制的01101011，换成8进制：0153，0开头的数字，会被当做8进制。

2.2.2 2进制转16进制

16进制的数字每⼀位是0~9,a~f的，0~9,a~f的数字，各⾃写成2进制，最多有4个2进制位就⾜够了，⽐如f的⼆进制是1111，所以在2进制转16进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每4个2进制位会换算⼀个16进制位，剩余不够4个⼆进制位的直接换算。

如：2进制的01101011，换成16进制：0x6b，16进制表⽰的时候前⾯加0x

二、原码、反码、补码

整数的2进制表⽰⽅法有三种，即原码、反码和补码

有符号整数的三种表⽰⽅法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中，最⾼位的1位是被当做符号位，剩余的都是数值位。

符号位都是⽤0表⽰“正”，⽤1表⽰“负”。

正整数的原、反、补码都相同。

负整数的三种表⽰⽅法各不相同。

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。

反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。

补码：反码+1就得到补码。

补码得到原码也是可以使⽤：取反，+1的操作。

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

为什么呢？

在计算机系统中，数值⼀律⽤补码来表⽰和存储。原因在于，使⽤补码，可以将符号位和数值域统⼀处理；同时，加法和减法也可以统⼀处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

三、移位操作符

<<左移操作符

>>右移操作符

注：移位操作符的操作数只能是整数。

4.1 左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0

#include <stdio.h>

int main()
{
     int num = 10;
     int n = num<<1;
     printf("n= %d\n", n);
     printf("num= %d\n", num);
     return 0;
}

4.2 右移操作符

移位规则：⾸先右移运算分两种：

1.逻辑右移：左边⽤0填充，右边丢弃

2.算术右移：左边⽤原该值的符号位填充，右边丢弃

#include <stdio.h>

int main()
{
     int num = 10;
     int n = num>>1;
     printf("n= %d\n", n);
     printf("num= %d\n", num);
     return 0;
}

逻辑右移1位演⽰

算术右移1位演⽰

警告⚠⚠：对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。

例如：

int num = 10;
num>>-1;//error