目录
- 一、概念说明
- 1.概念
- 1.1位运算
- 1.2位运算符
- 2.举例及补充
- 2.1位运算
- 2.2位运算符
- 二、问题实战
- 1.问题描述(开放题)
- 2.输入输出
- 三、源码实现(+详细注释)
- 1.注释版
- 2.纯源码版
- 四、输出结果展示
- 1.输出结果
- 总结
一、概念说明
1.概念
先来看一下位运算的概念：
1.1位运算
位运算简单来说，就是按二进制位进行运算。
位运算： 从现代计算机中所有的数据二进制的形式存储在设备中。即 0、1 两种状态，计算机对二进制数据进行的运算(+、-、*、/)都是叫位运算，即将符号位共同参与运算的运算。
了解了位运算之后，我们来看一下位运算符
1.2位运算符
| 符号 | 描述 | 运算规则 |
|---|---|---|
| & | 按位与 | 两个位都为1时，结果才为1 |
| | | 按位或 | 两个位都为0时，结果才为0 |
| ^ | 按位异或 | 两个位相同为0，相异为1 |
| ~ | 按位取反 | 0变1，1变0 |
| << | 左移 | 各二进位全部左移若干位，高位去掉，低位补0 |
| >> | 右移 | 各二进位全部右移若干位，对无符号数，高位补0，有符号数，编译器不同，处理方法不同 |
关于右移：不同的编译器处理方法可能会不一样，有的会补符号位，有的会补0。
★小提示：
a.逻辑位运算都是以 （bit）为单位。
b.位运算符的操作数必须是整数/字符类型。
2.举例及补充
2.1位运算
以+为例
举一个简单的例子来看下（ + – * \）位运算：
int a = 3; int b = 4; int c = a + b;
计算两个数的和，因为在计算机中都是以二进制来进行运算，所以上面我们所给的 int 变量会在机器内部先转换为二进制在进行相加：
3(a): 0 0 0 0 0 0 1 1
加上(+)
4(b): 0 0 0 0 0 1 0 0
等于(=)
7(c ): 0 0 0 0 0 1 1 1
通过观察我们可以发现，相比在代码中直接使用(+、-、*、/)运算符，如果有位运算符的话，代码运行效率会不会更高，随着位运算符后续的出现，发现其实确实是这样。
下面一起来看一下位运算符：
2.2位运算符
关于每个运算符举一个简单的例子，来加深理解。
2.2.1按位与“&”
运算规则：
0 & 0 = 0
0 & 1 =0
1 & 0 = 0
1 & 1 = 1
简要口诀：(同1为1，其余为0)
例如：
3 & 5
0000 0011(十进制：3)
&
0000 0101(十进制：5)
=
0000 0001 (十进制：1)
因此结果等于1(十进制)
2.2.2按位或“|”
运算规则：0 | 0 = 0
0 | 1 = 1
1 | 0 = 1
1 | 1 = 1
简要口诀：同0为0，其余为1
例如：
3 | 5
0000 0011(十进制：3)
|
0000 0101(十进制：5)
=
0000 0111(十进制：7)
因此结果等于7(十进制)
2.2.3按位异或“^”
运算规则：
0 ^ 0 = 0
0 ^ 1 = 1
1 ^ 0 = 1
1 ^ 1 = 0
简要口诀：相同为0，不同为1
例如：
4 ^ 7
0000 0100(十进制：4)
^
0000 0111 (十进制：7)
=
0000 0011(十进制：3)
因此结果等于3(十进制)
2.2.4按位非(取反)“~”
运算规则：
~1 = 0
~0 = 1
简要口诀：1变0，0变1
例如：
~15
~0000 1111(十进制：~15)
=1111 0000(十进制：240)
因此结果等于240(十进制)
2.2.5左移“<<”
补充：若左移时舍弃的高位不包含1，则每左移一位，相当于该数乘以2。
例如：
1 << 2
即 1左移两位
0000 0001(十进制：1)
左移两位(<<2)后：
0000 0100(十进制：4)
结果为：4
2.2.6右移“>>”
补充： 操作数每右移一位，相当于该数除以2。
例如：
8 >> 2
即 8右移两位
0000 1000(十进制：8)
右移两位( >>2 )后：
0000 0010(十进制：2)
结果为：2
了解了这些概念之后，我们一起来看一下问题吧！
二、问题实战
自己编写了个题，仅用于学习，目的是为了加深对位运算的理解。
大家可以尝试实现一下
1.问题描述(开放题)
Problem Description
自己设计程序，要求用六种位运算符实现对两个整数的运算。
2.输入输出
Input
无
Output
两个整数经六种位运算分别得到的结果
三、源码实现(+详细注释)
1.注释版
//编码及注释：Code_流苏
//定义头文件
#include<stdio.h>
int main()
{
//给定两个整数a和b 分别初始赋值为3和5
//定义d e f g h i分别存储各种位运算后的值
unsigned char a=3,b=5,c,d,e,f,g,h,i;
// a(3): 0000 0011
// b(5): 0000 0101
//按位与 &
c=a&b;
//经过按位与运算，得到c的值为0000 0001
//以十进制输出
printf("经过按位与运算后，可得c的值：%d\n",c);//输出结果为1
//按位或 |
a=3;
b=5;
d=a|b;
//经过按位或运算，得到c的值为0000 0111
//以十进制输出
printf("经过按位或运算后，可得d的值：%d\n",d);//输出结果为7
//按位异或 ^
a=3;
b=5;
e=a^b;
//经过按位异或运算，得到c的值为0000 0110
//以十进制输出
printf("经过按位异或运算后，可得e的值：%d\n",e);//输出结果为6
//按位非(取反) ~
a=3;
b=7; //0000 0111 此处重新赋值 排除偶然性
f=~a;
g=~b;
//经过按位非(取反)运算，得到f的值为1111 1100 g的值为1111 1000
//以十进制输出
printf("经过按位非运算后，可得f和g的值：%d %d\n",f,g);//输出结果f的值为252，g的值为248
//移位 左移：>> 右移：>>
a=3;
b=5;
h=a<<2;
i=b>>2;
//经过位移运算，得到f的值为0000 1100 g的值为0000 0001
//以十进制输出
printf("经过移位运算后，可得f和g的值：%d %d\n",h,i);//输出结果h的值为12，i的值为1
return 0;//返回0，代表程序执行结束
}
关于unsigned char的解释：
unsigned char是无符号字节型，char类型变量的大小通常为1个字节（1字节=8个位），且属于整型。这就是为什么要用unsigned char的原因。
2.纯源码版
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
unsigned char a=3,b=5,c,d,e,f,g,h,i;
c=a&b;
printf("经过按位与运算后，可得c的值：%d\n",c);
a=3;
b=5;
d=a|b;
printf("经过按位或运算后，可得d的值：%d\n",d);
a=3;
b=5;
e=a^b;
printf("经过按位异或运算后，可得e的值：%d\n",e);
a=3;
b=7;
f=~a;
g=~b;
printf("经过按位非运算后，可得f和g的值：%d %d\n",f,g);
a=3;
b=5;
h=a<<2;
i=b>>2;
printf("经过移位运算后，可得f和g的值：%d %d\n",h,i);
return 0;
}
四、输出结果展示
1.输出结果
经过按位与运算后，可得c的值：1
经过按位或运算后，可得d的值：7
经过按位异或运算后，可得e的值：6
经过按位非运算后，可得f和g的值：252 248
经过移位运算后，可得f和g的值：12 1——————————–
Process exited after 0.3508 seconds with return value 0
请按任意键继续. . .
2.输出结果(图示版)
评论(0)