C语言中按位取反与按位与运算符的使用方法及应用场景解析

位运算是指用二进制进行的运算。 系统软件经常需要处理二进制位的问题。 c语言有6个位操作运算符。 这些运算符只能用于整数操作数。 也就是说，只能用于有符号或无符号的字符、短字符、整型和长整型。

c语言提供的位运算符列表：

1、“比特与”运算符(

位单位是指参加运算的两个数据，以二进制为单位进行and运算。 如果对应的二进制位都是1，

这个位的结果值是1，否则为0。 这里的1可以理解为逻辑中的true，0可以理解为逻辑中的false。 按位置和那个人

逻辑上与“与”的运算规则一致。 的“与”要求运算数均为真，结果为真。 如果a=真，b=真，则ab=真

例如：

33的二进制代码是11(2)。 (为了区分十进制和其他进制，本文中除十进制以外的数据都在数据后面加括号，括号内注明该进制，二进制表示为2 )存储在存储器中的数据基本单位为字节(Byte )，1字节为8比特位是描述计算机数据量的最小单位。 在二进制系统中，每0或1位。 11 )如果将2 )嵌入1字节，则为0000011 )。 的二进制代码为101(2)，将其增补为1字节后，为00000101(2)。

通过位和运算：

0000011 (二)。

00000101(2)。

00000001(2) )。

由此可知35=1

c语言代码：

按位用途分类：

(1)清除

如果要清零一个存储器单元，即使所有位都为0，也请查找满足以下条件的二进制数。

的数为1位数，新数的相应位数为0。 然后通过让两者运算，可以达到清零的目的。

示例：

原来的数为43，即00101011(2)，找别的数，将其设为148，即10010100(2)，对两者按比特进行运算。

10101011 (二) 10010100(2 (二)二)

00000000(2) )。

c语言源代码：

(2)取一个数中特定的位数

有整数a (2字节)，想取其中的低字节时，以比特为单位与a和8个1对应即可。

a 00101100 10101100

b 00000000 11111111

c 00000000 10101100

(3)保持指定的比特：

例如：有一数84，即01010100（2），想把其中从左边算起的第3，4，5，7，8位保留下来，运算如下：

01010100(2)

&00111011(2)

00010000(2)

即：a=84,b=59

c=a&b=16

c语言源代码：

2、“按位或”运算符（|）

两个相应的二进制位中只要有一个为1，该位的结果值为1。借用逻辑学中或运算的话来说就是，大胆的皮皮虾为真。

例如：60（8）|17（8）,将八进制60与八进制17进行按位或运算。

00110000|00001111

00111111

c语言源代码：

应用：按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为1。例如：如果想使一个数a的低4位改为1，则只需要将a与17（8）进行按位或运算即可。

3、“异或”运算符（^）

他的规则是：若参加运算的两个二进制位值相同则为0，否则为1

即0∧0=0，0∧1=1，1∧0=1， 1∧1=0。

*例：*

00111001 ∧ 00101010

00010011

c语言源代码：

应用：

(1)使特定位翻转

设有数01111010（2），想使其低4位翻转，即1变0，0变1.可以将其与00001111（2）进行“异或”运算，即：

01111010^00001111

01110101

运算结果的低４位正好是原数低４位的翻转。可见，要使哪几位翻转就将与其进行∧运算的该几位置为１即可。

(2)与0相“异或”，保留原值

例如：012^00=012

00001010^00000000

00001010

因为原数中的1与0进行异或运算得1，0^0得0，故保留原数。

(3)交换两个值，不用临时变量

例如：ａ＝３，即11（2）；ｂ＝４，即100（2）。

想将ａ和ｂ的值互换，可以用以下赋值语句实现：

ａ＝a∧b;

ｂ＝b∧a;

ａ＝a∧b;

ａ＝011(2)

（∧）ｂ＝100(2)

ａ＝111(2)（a∧b的结果，a已变成７）

（∧）ｂ＝100(2)

ｂ＝011(2)（b∧a的结果，b已变成３）

（∧）ａ＝111(2)

ａ＝100（2）（a∧b的结果，a已变成４）

等效于以下两步：

① 执行前两个赋值语句：“ａ＝ａ∧ｂ；”和“ｂ＝ｂ∧ａ；”相当于b=b∧(a∧b)。

② 再执行第三个赋值语句：ａ＝ａ∧ｂ。由于a的值等于（ａ∧ｂ），b的值等于（ｂ∧ａ∧ｂ），

因此，相当于a=ａ∧ｂ∧ｂ∧ａ∧ｂ，即a的值等于ａ∧ａ∧ｂ∧ｂ∧ｂ，等于ｂ。很神奇吧！

c语言源代码：

4、“取反”运算符（~）

他是一元运算符，用于求整数的二进制反码，即分别将操作数各二进制位上的1变为0，0变为1。

例如：~77(8)

源代码：

5、左移运算符（<<）

左移运算符是用来将一个数的各二进制位左移若干位，移动的位数由右操作数指定（右操作数必须是非负值），其右边空出的位用0填补，高位左移溢出则舍弃该高位。

例如：将a的二进制数左移2位，右边空出的位补0，左边溢出的位舍弃。若a=15,即00001111（2），左移2位得00111100（2）。

源代码：

左移1位相当于该数乘以2，左移2位相当于该数乘以2*2＝4,15＜＜2=60，即乘了４。但此结论只适用于该数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况。

假设以一个字节（８位）存一个整数，若ａ为无符号整型变量，则ａ＝64时，左移一位时溢出的是0，而左移2位时，溢出的高位中包含1。

6、右移运算符（>>）

右移运算符是用来将一个数的各二进制位右移若干位，移动的位数由右操作数指定（右操作数必须是非负值），移到右端的低位被舍弃，对于无符号数，高位补0。对于有符号数，某些机器将对左边空出的部分用符号位填补（即“算术移位”），而另一些机器则对左边空出的部分用0填补（即“逻辑移位”）。

注意：

对无符号数,右移时左边高位移入0；对于有符号的值,如果原来符号位为0(该数为正),则左边也是移入0。如果符号位原来为1(即负数),则左边移入0还是1,要取决于所用的计算机系统。有的系统移入0,有的系统移入1。移入0的称为“逻辑移位”,即简单移位；移入1的称为“算术移位”。

例：a的值是八进制数113755：

a:1001011111101101 （用二进制形式表示）

a>>1: 0100101111110110 (逻辑右移时)

a>>1: 1100101111110110 (算术右移时)

在有些系统中,a>>1得八进制数045766,而在另一些系统上可能得到的是145766。Turbo C和其他一些C编译采用的是算术右移,即对有符号数右移时,如果符号位原来为1，左面移入高位的是1。

源代码：

7、位运算赋值运算符

位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符。

例如: &=, |=, >>=, <<=, ∧=

例：a & = b相当于 a = a & b

a <<=2相当于a = a <<2

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