【C语言位运算精选题】

一、易错题

1.1 运算符的优先级

在 C 语言中，sizeof 是操作符，优先级较高；<< 是左移运算符，属于关系运算符；^ 是按位异或运算符；&= 是复合赋值运算符，赋值类运算符优先级最低。按优先级从高到低排序为：sizeof → << → ^ → &=。

答案：B
记忆：单目运算符优先级大于双目运算符。 &既是单目（取地址符）也是双目（按位与）。
算数＞位移＞关系＞位运算符（&^| && ||）＞条件运算符＞赋值＞逗号🎈

1.2 两侧必须都是整数

分析各选项：

• A（&&）：逻辑与运算符，操作数可为任意类型（非零即表示“真”），无类型限制。
• B（&）：若为按位与运算符，其运算数必须是整型或字符型（字符型本质是整型存储），符合题意。
• C（!）：逻辑非运算符，操作数可为任意类型，判断真假，无类型限制。
• D（||）：逻辑或运算符，操作数同样可为任意类型，无类型限制。

答案选 B。

在 C 语言中，位运算（如 &、|、^、~、<<、>>）的操作数必须是 整型数据（包括字符型，因为字符型本质以整型形式存储）。这是因为位运算直接作用于二进制位，而浮点数的二进制存储格式（如符号位、指数位、尾数位）与整型不同，无法直接进行位运算。

1.3 八进制位运算

![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/40c52e2ab7c44ccbb9665806f3fe5e0f.png

首先，056 是八进制数，转换为十进制是 (5 \times 8 + 6 = 46)。

• 56 的二进制为 00111000，46 的二进制为 00101110。
• 按位与运算 00111000 & 00101110 = 00101000。
• 00101000 转十进制：(32 + 8 = 40)；转八进制：分组为 010 1000，即 50。

应选项 C。

八进制转二进制有更直接的方法：1位八进制数对应3位二进制数。具体操作如下：

• 对八进制数的每一位，直接转换为对应的3位二进制数，不足3位时左侧补0。
• 例如八进制数 056：
  • 5 转二进制为 101，6 转二进制为 110，直接拼接得 101 110（即二进制 101110）。

这种方法比“八进制→十进制→二进制”更高效，无需借助十进制过渡。

十六进制同理，1位十六进制数对应4位二进制数

做位运算，要转换成2进制来弄！

1.4负数的二进制

思路解析

1. 写出 20 的 16 位二进制：
   20 的 16 位二进制为 0000 0000 0001 0100（前导补 0 至 16 位）。

2. 按位取反：
   对 0000 0000 0001 0100 按位取反，得到 1111 1111 1110 1011（这是补码形式，最高位为 1，表示负数）。

3. 补码转原码：

   • 减 1：1111 1111 1110 1011 - 1 = 1111 1111 1110 1010。
   • 取反：对 1111 1111 1110 1010 取反（符号位不变，其余位取反），得到原码 1000 0000 0001 0101，对应十进制 21，结合符号位，最终结果为 -21。

对应选项 C。

在计算机里的存储都是以补码的形式存放的，但是我们获取数据看的是原码，正数的原码和补码是一样的，负数的补码求原码-1再取反！！！

1.5 按位与结构体

答案：C

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位域结构体详解（结合代码）

位域结构体（又称位段结构体）是 C 语言中用于精细控制内存分配的结构体，允许以二进制位为单位定义成员的存储长度，适用于底层协议解析、硬件寄存器操作等场景。以下结合代码分析：

1. 定义与成员

struct bit {  
    unsigned a_bit: 2;  // 占用 2 位二进制空间  
    unsigned b_bit: 2;  
    unsigned c_bit: 1;  
    unsigned d_bit: 1;  
    unsigned e_bit: 2;  
    unsigned word: 8;   // 占用 8 位二进制空间  
};  

• 成员格式为 类型 成员名: 位数，unsigned 表示无符号类型，确保二进制位仅用于数值存储。
• 每个成员按指定位数占用内存，例如 a_bit 仅用 2 位，最多表示 (2^2-1=3)。

2. 存储分配规则

• 从低位（二进制右侧）开始分配：输入数据转换为二进制后，从右至左按位域成员顺序填充。
• 以代码为例：输入十六进制 96，转换为二进制 10010110（8 位）。按位域分配：
  • e_bit（2 位）：取前2 位 10，值为 (2)。

1.6负数的补码

首先，int a = -1，在计算机中以补码形式存储，即二进制全 1。

• 0377 是八进制数，转换为二进制为 11111111（8 位）。
• a | 0377 执行按位或运算，因 a 本身为全 1，结果仍为全 1。

全 1 的补码表示十进制 -1，八进制（以 16 位为例）为 177777。最终输出：
-1,177777。

负数补码求解，原码取反（符号位不变，1代表负）再+1

1.7负数的位移

对于 char a = -8：

1. -8的补码表示：

   • 正数 8 的 8 位二进制为 00001000。
   • 转换为负数补码：先取反得 11110111，再加 1，最终 -8 的 8 位补码为 11111000。

2. 右移 2 位操作：

   • 对补码 11111000 执行右移 2 位（>>2），因是有符号数，右移补符号位 1，结果为 11111110。

3. 补码转十进制：

   • 对 11111110 还原原码：
     • 减 1：11111110 - 1 = 11111101。
     • 取反（符号位不变）：10000010，对应十进制 -2。

对于 unsigned char b = 248：

• 248 的二进制为 11111000，右移 2 位后为 00111110，对应十进制 62（无符号数右移补 0）。

最终程序运行结果为：-2,62。

1.7 printf的注意

在 C 语言中，函数参数按 从右到左 的顺序计算：

1. 最右侧的 a 先参与计算，此时 a=16。
2. 中间的 a=a>>2：16 二进制为 10000，右移 2 位得 100（十进制 4），赋值后 a=4。
3. 最左侧的 a>>2：此时 a=4，右移 2 位得 1。

最终输出结果为：1,4,16。

补充

像十六进制，八进制这些本身都是无符号，右移直接补0就可以

负数右移时补1：