11 位运算符

目录

• 1 C语言中的位运算符
• 2 左移和右移注意点
• 3 位运算与逻辑运算的不同

1 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	含义
  &	按位与
  |	按位或
  ^	按位异或
  ~	取反
  <<	左移
  >>	右移

2 左移和右移注意点

• 左操作数必须是整数类型，char 和 short 类型会被隐式转换为 int 类型后进行移位操作

• 右操作数的范围必须是：[0,31]

• 左移运算符 << 将运算数（左操作数）的二进制位左移

  • 规则：高位丢弃，低位补0
  • 左移 n 位相当于乘以 2 的 n 次方，但效率比数学运算符高

• 右移运算符 >> 将运算数（左操作数）的二进制位右移

  • 规则：高位补符号位，低位丢弃
  • 右移 n 位相当于除以 2 的 n 次方，但效率比数学运算符高

• 四则运算的运算符（+，-，*，/）优先级高于位运算符

  • 示例：0x1 << 2 + 3 的值是多少？
  • 32：0x1 << 2 + 3 => 0x1 << (2 + 3) => 32

• 防错准则

  • 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，尽量使用括号 () 来表达计算次序

• 示例：交换两个整型变量的值

  #define SWAP1(a,b) 
  {
      int t = a; 
      a = b; 
  	b = t; 
  }
  
  #define SWAP2(a,b) 
  {
      //这里如果a，b都很大，那么可能会产生溢出
      a = a + b; 
      b = a - b; 
      a = a - b; 
  }
  
  #define SWAP3(a,b) 
  {
      a = a ^ b; 
      b = a ^ b;   // =>b = (a ^ b) ^ b = a ^ b ^ b = a 
      a = a ^ b;   // =>a = (a ^ b) ^ a = a ^ b ^ a = b
  }
  

3 位运算与逻辑运算的不同

• 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

• 运算优先级：四则运算 > 位运算 > 逻辑运算

• 示例：位运算与逻辑运算的不同

  • Demo

    #include <stdio.h>
    
    int main()
    {
        int i = 0;
        int j = 0;
        int k = 0;
    
        //位运算的混合运算
        if(++i | ++j & ++k)  // <=> if(1 | 1 & 1)
        {
            printf("Run here...
    ");
        }
        printf("i = %d,j = %d,k = %d
    ",i,j,k);
    
        i = 0;j = 0;k = 0;
        //逻辑运算的混合运算
        if(++i || ++j && ++k)  // <=> if((1 && ++i) || (++j && ++k))
        {
            printf("Run here...
    ");
        }
        printf("i = %d,j = %d,k = %d
    ",i,j,k);
        
        return 0;
    }
    

  • 编译运行

    Run here...
    i = 1,j = 1,k = 1
    Run here...
    i = 1,j = 0,k = 0