C语言位运算

目录

        1.C语言位运算符表

        2.C语言移位运算符详解（配实例作业） 

        3.C语言&按位与运算符详解 

        4.C语言|按位或运算符详解

        5.C语言^按位异或运算符详解

        6.C语言~取反运算符详解 

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C语言位运算这一章主要介绍C语言位运算符表、C语言移位运算符、C语言&按位与运算符、C语言|按位或运算符、C语言^按位异或运算符以及C语言~取反运算符。与其他运算符不同，C语言中位运算，顾名思义，是以数值的二进制位为单位进行操作的，包含<<（左移）、>>（右移）、~（按位取反）、&（按位与）、|（按位或）、^（按位异或）共六种运算符。在本章末尾，给大家做了C语言结课设计安排。

1.C语言位运算符表

与其他运算符不同，C语言中位运算，顾名思义，是以数值的二进制位为单位进行操作的，包含<<（左移）、>>（右移）、~（按位取反）、&（按位与）、|（按位或）、^（按位异或）共六种运算符。

功能如下：

左移运算符<<	向左（即高位）移位，右侧补0
右移运算符>>	向右（即低位）移位，左侧补0
按位取反~	如名，即0变1，1变0
按位与&	相对应的两个位都为1则为1，反之为0
按位或|	相对应的两个位至少有一个为1即为1，反之为0
按位异或^	相对应的两个位相同为0，相异（不同）为1

2.C语言移位运算符详解（配实例作业） 

<<和>>运算符，通过箭头方向可以很好的辨别，分别是C语言位运算符中的左移运算符和右移运算符，如表达式13<<2，它的运算过程为：13的用二进制（四个字节，不考虑符号）表示为，0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1101，那么向左移两位，右侧补0，则变为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0100 换成十进制即变为52，大家可以自行验证。

同理，再举一个例子，如表达式25>>3，表示25的二进制位向右移三位，由0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001变为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011，即十进制3。

大家可以自行计算验证，也可以用过代码实现如下：

#include<stdio.h>
int main()
{int a,b;a=13<<2;b=25>>3;printf("a=%d,b=%d\n",a,b);return 0;
}

运行结果如下：

a=52,b=3

移位运算符的作用：

1. 左移N位的本质是乘以2的N次方。

2. 右移N位的本质是除以2的N次方。

题目描述:

读入一个10进制正整数，将其进行二进制表示，取其从右端开始的第4至7位（别忘记是从0开始数的），输出这一部分的10进制表示。

c 语言实现代码 

#include <stdio.h>int main()
{int n;scanf("%d", &n);printf("%d\n", (n >> 4) & 15);return 0;
}

更多相关例题可以私聊我

3.C语言&按位与运算符详解 

按位与运算符&，有点和前面学过的逻辑与（&&）运算符类似，只有一个&，都是同为1则为1。不同的是按位相互运算。如3&5，运算过程如下：

3 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 0011
5 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 0101
& ------------------------------------------0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 0001

可以看到3&5的结果即十进制1。

大家可以尝试其他数值实验，代码如下：

#include<stdio.h>
int main()
{int a;a=3&5;printf("a=%d\n",a);return 0;
}

 运行结果如下：

a=1

按位与运算符的作用：

1. 清零：

我们可以对某一个数与0进行按位与运算，由于两个位都为1才为1，因此最终全部位都变为0，起到清零的作用

2. 取指定位：

如某些存储场景下，“第1~3位表示xxxx“”，我们需要取出1~3位，则可以让原数值与数字7进行按位与运算，得到的结果即是原数值的1~3位的值。

3. 判断奇偶：

可以发现，数字的奇偶取决于二进制位的最低一位是1还是0，因此只需要与1按位与运算，判断是1是0即可得知奇偶。

4.C语言|按位或运算符详解

按位或运算符|，同样，它也与我们前面学过的逻辑或运算符类似，只有一个竖线表示，作用位，两个对应的二进制位有一个为1结果即为1。如8|7的运算过程可以如下表示：

8 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1000
7 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 0111
& ------------------------------------------0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1111

可以看到最终的二进制结果换算成十进制即为15（并不是单纯8+7得来的哦！） 

代码如下：

#include<stdio.h>
int main()
{int a;a=8|7;printf("a=%d\n",a);return 0;
}

运行结果如下：

a=15

按位或运算符的作用：

对一个数字的指定位置为1，如“某个数字的第七位”表示开关，原先是0，需要改为1的状态，即可以将这个数字与64按位或，即可得到第七位变为1，其余位的值依旧不变。

5.C语言^按位异或运算符详解

^表示按位异或运算符，顾名思义，相异，即不同则为1，反之为0。

例如15和16进行异或运算，运算过程如下：

15 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1111
16 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0001 0000
^ ------------------------------------------0000 0000  0000 0000  0000 0000  0001 1111

可以看到，经过按位异或运算后，其结果变成十进制应为31，大家务必弄清楚运算过程，然后再上机验证，代码如下：

#include<stdio.h>
int main()
{int a;a=15^16;printf("a=%d\n",a);return 0;
}

运算结果如下：

a=31

异或运算符的作用：

1. 指定位数的翻转：

如想对某个数字的低4位进行翻转，则可以将这个数字与15（二进制为00001111）进行按位异或运算，既可以将原数字的低四位进行翻转，即高四位不变，低四位0变1，1变0。

2. 与0异或还是原值：

大家可以自行实验，一个数字与0进行异或，结果还是原值。

3. 交换两个数字：

除了之前我们学习交换两个数字需要第三个变量做中介之外，如今可以通过异或运算进行，代码如下：

#include<stdio.h>
int swap(int *a,int *b)
{if (*a!=*b){*a=*a^*b;*b=*b^*a;*a=*a^*b;}return 0;
}
int main()
{int a=5;int b=5;swap(&a,&b);printf("a=%d b=%d\n",a,b);return 0;
}

 可以看到原先a为3，b为5，运行后得出：

a=5 b=5

6.C语言~取反运算符详解 

~取反运算符，是对数值的二进制位进行取反，是第一个单目运算符，因为只有一个运算对象，运算过程是即0变为1，1变为0，非常好理解。

~1=0
~0=1

大家可以尝试理解下面代码：

#include<stdio.h>
int main()
{unsigned int a=1;printf("~a=%u\n",~a);return 0;
}

为了便于理解，例子代码不考虑符号位，运算结果如下

~a=4294967294

通过学习之前的知识，相信大家已经有所积累，那么下面就进入结课的环节。

结课设计(多选一)：
1. 学生信息管理系统
2. 模拟35选7彩票系统
3. 24点、数独小游戏
4. 贪吃蛇游戏
5. 俄罗斯方块
之后会出相关的c语言代码示例