一、按位与 &

1.概念：参加运算的两个对象，按二进制位进行“与”运算，负数按补码形式参加按位与运算。

2.规则

0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;

即：两位同时为“1”，结果才为“1”，否则为0

例如：4&30 即 0000 0100 & 0001 1110 = 0000 0100 因此，4&30的值得4

3.注意事项和用途

注意：负数按补码形式参加按位与运算

用途：

清零：如果想将一个单元清零，即使其全部二进制位为0，只要与一个各位都为零的数值相与，结果为零。

取一个数中指定位：

找一个数，对应X要取的位，该数的对应位为1，其余位为零，此数与X进行“与运算”可以得到X中的指定位。

例：设X=10101110，

取X的低4位，用 X & 0000 1111 = 0000 1110 即可得到；

还可用来取X的2、4、6位。

二、按位或 |

1.概念：参加运算的两个对象按二进制位进行“或”运算，负数按补码形式参加按位与运算。

2.规则

运算规则：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；

即：参加运算的两个对象，如果两个相应位为“异”(值不同)，则该位结果为1，否则为0。

例如：4|30 即 0000 0100 | 0001 1110 = 0000 0100 因此，4|30的值得30

3.用途

常用来对一个数据的某些位置1：找到一个数，对应X要置1的位，该数的对应位为1，其余位为零。此数与X相或可使X中的某些位置1。

例：将X=10100000的低4位置1 ，用 X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。

三、按位异或运算^

1.概念：参加运算的两个数据，按二进制位进行“异或”运算

2.规则

运算规则：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；

即：参加运算的两个对象，如果两个相应位为“异”(值不同)，则该位结果为1，否则为0。

例如：4^30 即 0000 0100 ^ 0001 1110 = 0001 1010 因此，4^30的值得26

3.用途

使特定位翻转找一个数，对应X要翻转的各位，该数的对应位为1，其余位为零，此数与X对应位异或即可。

例：X=10101110，使X低4位翻转，用X ^ 0000 1111 = 1010 0001即可得到。

与0相异或，保留原值 ，X ^ 0000 0000 = 1010 1110。

四、取反运算符~

1.概念：参加运算的一个数据，按二进制位进行“取反”运算。

2.规则

运算规则：~1=0； ~0=1；

即：对一个二进制数按位取反，即将0变1，1变0。

使一个数的最低位为零，可以表示为：a&~1。

五、左移运算符<<

1.概念：将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位(左边的二进制位丢弃，右边补0)。

2.规则

int i = 1;

i = i << 2; //把i里的值左移2位

也就是说,1的2进制是000...0001(这里1前面0的个数和int的位数有关,32位机器,gcc里有31个0),左移2位之后变成 000...0100,也就是10进制的4,所以说左移1位相当于乘以2,那么左移n位就是乘以2的n次方了(有符号数不完全适用,因为左移有可能导致符号变化,下面解释原因)

需要注意的一个问题是int类型最左端的符号位和移位移出去的情况.我们知道,int是有符号的整形数,最左端的1位是符号位,即0正1负,那么移位的时候就会出现溢出,例如:

int i = 0x40000000; //16进制的40000000,为2进制的01000000...0000

i = i << 1;

那么,i在左移1位之后就会变成0x80000000,也就是2进制的100000...0000,符号位被置1,其他位全是0,变成了int类型所能表示的最小值,32位的int这个值是-2147483648,溢出.如果再接着把i左移1位会出现什么情况呢?在C语言中采用了丢弃最高位的处理方法,丢弃了1之后,i的值变成了0.

左移里一个比较特殊的情况是当左移的位数超过该数值类型的最大位数时,编译器会用左移的位数去模类型的最大位数,然后按余数进行移位,如:

int i = 1, j = 0x80000000; //设int为32位

i = i << 33; // 33 % 32 = 1 左移1位,i变成2

j = j << 33; // 33 % 32 = 1 左移1位,j变成0,最高位被丢弃

3.计算方法

2<<1 的值是：2*(2^1) = 4

2<<3 的值是：2*(2^3) = 16

左移相当于*2，只是要注意边界问题。如char a = 65； a<<1 按照*2来算为130;但有符号char的取值范围-128~127，已经越界，多超出了3个数值，所以从-128算起的第三个数值-126才是a<<1的正确结果

六、右移运算符>>

1.概念：将一个数的各二进制位全部右移若干位，正数左补0，负数左补1，右边丢弃。

2.规则

右移对符号位的处理和左移不同,对于有符号整数来说,比如int类型,右移会保持符号位不变,例如:

int i = 0x80000000;

i = i >> 1; //i的值不会变成0x40000000,而会变成0xc0000000

就是说,符号位向右移动后,正数的话补0,负数补1,也就是汇编语言中的算术右移.同样当移动的位数超过类型的长度时,会取余数,然后移动余数个位.

负数10100110 >>5(假设字长为8位)，则得到的是 11111101

3.计算方法

-14 (即二进制的 11110010)右移两位等于 -4 (即二进制的 11111100)。

右移相当于除以2，只是要注意移位比较多的时候结果会趋近去一个非常小的数

七、无符号右移运算符>>>

1.概念：把 expression1 的各个位向右移 expression2 指定的位数。右移后左边空出的位用零来填充。移出右边的位被丢弃。

2.规则

例如：vartemp = -14 >>> 2

变量 temp 的值为 -14 (即二进制的 11111111 11111111 11111111 11110010)，向右移两位后等于 1073741820 (即二进制的 00111111 11111111 11111111 11111100)。

八、复合赋值运算符

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：

&= 例：a &= b 相当于a=a & b

|= 例：a |= b 相当于a=a | b

>>= 例：a >>= b 相当于a=a >> b

<<= 例：a <<= b 相当于a=a << b

^= 例：a ^= b 相当于a=a ^ b

运算规则：和前面讲的复合赋值运算符的运算规则相似。

九、不同长度的数据进行位运算

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时，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：我们知道在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，左边不足的位依下面三种情况补足，

(1)如果整型数据为正数，左边补16个0。

(2)如果整型数据为负数，左边补16个1。

(3)如果整形数据为无符号数，左边也补16个0。

如：long a=123;int b=1;计算a & b。

如：long a=123;int b=-1;计算a & b。

如：long a=123;unsigned int b=1;计算a & b。