在现代计算机中,所有数据都以二进制形式存储,即0和1两种状态。计算机对二进制数据进行的运算(如加、减、乘、除)被称为位运算,即对二进制数的每一位进行操作的运算。
为了更好地理解位运算,举个简单的例子:假设我们有如下代码进行两个整数的加法运算:
inta=35;intb=47;intc=a+b;计算机会将这两个整数转换为二进制形式,然后进行加法运算:
35:0010001147:00101111----------------82:01010010因此,与直接使用+、-、*、/运算符相比,合理运用位运算可以显著提高代码在机器上的执行效率。
定义:对参与运算的两个数据的二进制位进行"与"运算。
运算规则:
0&0=00&1=01&0=01&1=1总结:只有两位同时为1时,结果才为1,否则结果为0。
例如:3&5即00000011&00000101=00000001,因此3&5的值为1。
注意:负数按补码形式参与按位与运算。
用途:
定义:对参与运算的两个对象的二进制位进行"或"运算。
0|0=00|1=11|0=11|1=1总结:只要有一个为1,其值为1。
例如:3|5即00000011|00000101=00000111,因此3|5的值为7。
注意:负数按补码形式参与按位或运算。
定义:对参与运算的两个数据的二进制位进行"异或"运算。
0^0=00^1=11^0=11^1=0总结:相应位相同为0,相异为1。
性质:
voidSwap(int&a,int&b){if(a!=b){a^=b;b^=a;a^=b;}}6.取反运算符(~)定义:对参与运算的一个数据的二进制位进行"取反"运算。
~1=11111110~0=11111111即:
~1=-2~0=-1总结:将0变1,1变0。
定义:将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位,高位丢弃,低位补0。
例如,设a=10101110,a=a<<2将a的二进制位左移2位、右补0,即得a=10111000。
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。
定义:将一个数的各二进制位全部右移若干位,高位补0或补符号位,右边丢弃。
例如,a=a>>2将a的二进制位右移2位,左补0或补符号位,具体取决于数的正负。
操作数每右移一位,相当于该数除以2。
位运算符与赋值运算符结合,组成新的复合赋值运算符,它们是:
运算规则与前述的复合赋值运算符的运算规则相似。
不同长度的数据进行位运算:
如果两个不同长度的数据进行位运算,系统会将二者按右端对齐,然后进行位运算。
以"与运算"为例说明如下:
在C语言中,long型占4个字节,int型占2个字节。如果一个long型数据与一个int型数据进行"与运算",右端对齐后,左边不足的位按以下三种情况补足: