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位操作基础

基本的位操作符有与、或、异或、取反、左移、右移这6种,它们的运算规则如下所示:

符号 描述 运算规则
& 两个位都为1时,结果才为1
| 两个位都为0时,结果才为0
^ 异或 两个位相同为0,相异为1
~ 取反 0变1,1变0
<< 左移 各二进位全部左移若干位,高位丢弃,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,各编译器处理方法不一样,有的补符号位(算术右移),有的补0(逻辑右移)

注意以下几点:

1.  在这6种操作符,只有~取反是单目操作符,其它5种都是双目操作符。

2.  位操作只能用于整形数据,对float和double类型进行位操作会被编译器报错。

3.  对于移位操作,在微软的VC6.0和VS2008编译器都是采取算术称位即算术移位操作,算术移位是相对于逻辑移位,它们在左移操作中都一样,低位补0即可,但在右移中逻辑移位的高位补0而算术移位的高位是补符号位。如下面代码会输出-4和3。

    int a = -15, b = 15;  printf("%d %d\n", a >> 2, b >> 2);

因为15=0000 1111(二进制),右移二位,最高位由符号位填充将得到0000 0011即3。-15 = 1111 0001(二进制),右移二位,最高位由符号位填充将得到1111 1100即-4(见注1)。

4.  位操作符的运算优先级比较低,因为尽量使用括号来确保运算顺序,否则很可能会得到莫明其妙的结果。比如要得到像1,3,5,9这些2^i+1的数字。写成int a = 1 << i + 1;是不对的,程序会先执行i + 1,再执行左移操作。应该写成int a = (1 << i) + 1;

5.  另外位操作还有一些复合操作符,如&=、|=、 ^=、<<=、>>=。

 

注1.int类型一般占4字节,32位。因此15准确表达为

15=00000000 00000000 00000000 00001111(二进制)

-15准确表达为

-15=11111111 11111111 11111111 11110001(二进制)

为了简便起见,文章中使用15=00001111(二进制),-15=11110001(二进制)。

位操作基础