C语言程序设计实践教程：位运算及运算符说明

1.位运算符

在此之前介绍的各种运算都是以字节作为最基本单位进行的运算，位运算则是以位（bit）一级进行的运算。C语言提供了6种位运算符。各种位运算符的含义见表7-1。

表7-1 位运算符

说明：

① 位运算符除了“~”外，均为双目运算符，即要求运算符两侧各有一个运算量。

② 运算量不能为实型数据，只能为整型或字符型的数据。

2.位运算符的作用

（1）按位取反运算

运算符“~”是单目运算符，运算对象位于运算符的右边，其功能是把运算对象的内容按位取反，即使0变成1；使1变成0。

例如：计算i，j的输出值。

本例中，7的二进制形式为111，3的二进制形式为011，所以“7^3”的二进制形式为111^011=100，而100转换为十进制数为4；4的二进制形式为100，3的二进制形式为011，所以“~4&3”的二进制形式为~100&011=011&011=011，而011转换为十进制数为3。故本例的输出结果为：i=4, j=3

（2）左移运算

运算符“<<”是双目运算符。其左边是移动对象，右边是整型表达式代表左移的位数。左移时，右端低位补0，左端高位移出的部分舍弃。

例如：计算k的输出值。

本例中，变量j的初始值为2，所以“j<<2”表示j的二进制值左移两位，即扩大4倍，所以变量j的值变为8，然后与i的值1进行异或运算的结果为9。故本例的输出结果为：k=9

（3）右移运算

运算符“>>”是双目运算符。其左边是移动对象，右边是整型表达式代表右移的位数。右移时，右端低位移出的部分舍弃，左端高位移入的二进制数分两种情况：对于无符号整数和正整数，高位补0；对于负整数，高位补1。(www.xing528.com)

例如：计算k的输出值。

本例中“>>”的优先级高于“^”。先计算j>>2得二进制数001；由于i=2 换算成二进制数为010，所以再计算010 ^001 ，得二进制数为011，即十进制数为3。

（4）按位与运算

按位与“&”运算的作用是将参加运算的两个数中相对应的二进制位上，分别进行“与”运算，当两个相应的位都为1时，该位的结果为1，否则为0。

例如：计算k的输出结果。

因为i=7换算成二进制数为111，j=5换算成二进制数为101，所以i和j的与运算结果为二进制数101，即十进制数5。

（5）按位异或运算

按位异或“^”运算的作用是将参加运算的两个数中相对应的二进制位上，若数相同，则该位的结果为0；若数不同，则该位的结果为1。

例如：计算k的输出值。

本例中，变量i=2，换算成二进制数为010，变量j=3，换算成二进制数为011，两数的异或运算结果为二进制数001。故本例的输出结果为：k=1。

（6）按位或运算

按位或“|”运算的作用是将参加运算的两个数中相对应的二进制位上，若数同为0，则该位的结果为0；否则为1。

例如将按位异或运算例子中的“k=i^j;”改为“k=i|j;”，则输出结果为：k=3。

（7）位数不同的运算数之间的运算规则

① 先将两个运算数右端对齐。

② 再将位数短的一个运算数往高位扩充（无符号数和正整数左侧用0补全，负数最左侧用1补全），然后对应数相等的两个运算数按位进行运算。