C语言笔记第十六课位运算符分析

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本文深入解析C语言中的位运算符，包括按位与、按位或、按位异或、取反、左移和右移的操作及规则。讨论了位运算符的效率、左移右移的特殊注意事项，以及如何利用位运算实现变量交换，对比位运算与逻辑运算符的区别。

第十六课位运算符分析

C语言中的位运算符

位运算符直接对bit位进行操作，其效率最高

位运算符	操作
&	按位与
I	按位或
^	按位异或
~	取反
<<	左移
>>	右移

异或运算法则：相同为0，不同为1

位运算符分析

左移和右移注意点

左操作数必须为整数类型
char和short被隐式转换为int后进行移位操作
右操作数的范围必须为：[0,31]
左移运算符<<将运算数的二进制位左移
规则：高位丢弃，低位补0
右移运算符>>把运算数的二进制位右移
规则：高位补符号位，低位丢弃

有趣的问题

0x1<<2+3的值是什么？ 32

16-1 位运算符初探

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("%d\n", 3 << 2); // 11<<2 ==>1100==> 12
    printf("%d\n", 3 >> 1); // 11>>1 ==>01 ==> 1
    printf("%d\n", -1 >> 1); //-1
    printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);//7?32?error? 
    printf("%d\n", 3 << -1); // oops!
    return 0;
}

左移在不同编译器里面的结果不同：
gcc VC bcc
在这里插入图片描述

小贴士：

犯错准则：
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
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()来表达计算次序

小技巧：

左移n位相当于乘以2的n次方，但效率比数学运算符高
右移n位相当于除以2的n次方，但效率比数学运算符高

16-2 交换两个整型变量的值

int a = 1;
    int b = 2;
#define SWAP3(a, b)    \
{                    \
    a = a ^ b;         \
    b = a ^ b;         \
    a = a ^ b;         \
}
计算过程：
a = 0001^0010 = 0011
b = 0011^0010 = 0001 = 1     
a = 0011^0001 = 0010 = 2

位运算与逻辑运算符

位运算没有短路规则，每个操作数都参与运算
位运算的结果为整数，而不是0或1
位运算的优先级高于逻辑运算的优先级
16-3 混淆概念的判断条件（重要）
小结：
位运算符只能用于整数类型
左移和右移运算符的右操作数范围必须为[0,31]
位运算没有短路规则，所有操作数均会求值
位运算的效率高于四则运算和逻辑运算
运算优先级：四则运算>位运算>逻辑运算