位运算符

位运算符分析

C语言中位运算符直接对bit位进行操作，其效率最高。

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

一个有趣的问题

0x1 << 2 + 3 的值会是什么？

例子1：位操作符的使用

#include<stdio.h>

int main()
{
    printf("%d
",3<<2); // 12
    printf("%d
",3>>2); // 0
    printf("%d
",0x1 << 2 +3); // 32
    printf("%d
",-1>>1); // -1
    printf("%d
",3 << -1); // 不同的编译器结果不一样，gcc 1

    return 0;
}

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顺序

小tip:

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

交换两个变量的值

#include<stdio.h>

#define SWAP(a,b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

#define SWAP1(a,b)
{
    a = a + b; 
    b = a - b;
    a = a - b;
}

#define SWAP2(a,b)
{
    a = a^b;
    b = a^b;
    a = a^b;
}

int main()
{
    int a = 200,b = 300;
    printf("a = %d,b = %d
",a,b);
    SWAP(a,b);
    printf("a = %d,b = %d
",a,b);
    SWAP1(a,b);
    printf("a = %d,b = %d
",a,b);
    SWAP2(a,b);
    printf("a = %d,b = %d
",a,b);
    return 0;
}

第一种方式引入了第三个变量，第二种，当两个大数相加可能产生溢出，第三种较好。

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的范围在[0,31]
• 位操作符没有短路规则，所有操作数都会求值
• 位运算符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