16_位运算符分析

关键词： C语言中的位运算符、 左移和右移注意点、位运算防错准则、 位运算符和逻辑运算符的区别

1. C语言中的位运算符

位运算符直接对bit位进行操作，其效率最高。

2. 左移和右移注意点

• 左操作数必须为整数类型：char和short被隐式转换为int后进行移位操作
• 右操作数的范围必须为：[0, 31]的整数
• 左移运算符<<将运算数的二进制位左移：高位丢弃，低位补0
• 右移运算符>>把运算数的二进制位右移：高位补符号位，低位丢弃

3. 0x1 << 2 + 3的值是什么？

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);
    
    return 0;
}

输出结果：

32

总结：四则运算的优先级高于位运算

4. 位运算防错准则

• 避免位运算符，逻辑运算符和数学运算符同时出现在一个表达式中
• 当位运算符，逻辑运算符和数学运算符需要同时参与运算时，尽量使用括号()来表达计算次序

小技巧：

• 左移n位相当于乘以2的n次方，但效率比数学运算高
• 右移n位相当于除以2的n次方，但效率比数学运算高

5. 不借助第三个变量交换两个整形变量的值(位运算实现)

#include <stdio.h>

// 通过异或运算来实现两个整形值的交换
#define SWAP(a, b)  \
{                   \
    a = a ^ b;      \
    b = a ^ b;      \
    a = a ^ b;      \
}

int main()
{
    int i = 1;
    int j = 2;
    
    printf("i = %d, j = %d\n", i, j);
    
    SWAP(i, j);
    
    printf("i = %d, j = %d\n", i, j);
    
    return 0;
}

6. 位运算符和逻辑运算符的区别

• 位运算没有短路规则， 每个操作数都参与运算
• 位运算的结果为整数，而不是0或1
• 位运算的优先级高于逻辑运算的优先级

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
    
    if( ++i | ++j & ++k )
    {
        printf("Run here...\n");
    }
    
    printf("%d\n", i);
    printf("%d\n", j);
    printf("%d\n", k);

    return 0;
}

输出结果：

Run here...
1
1
1

总结：注意区分逻辑运算的与或非运算和位运算中的与或非运算

7. 小结

• 位运算只能用于整形类型
• 左移和右移运算符的右操作范围必须在[0, 31]
• 位运算没有短路规则，所有操作数均会求值
• 位运算的效率高于四则运算和逻辑运算
• 运算优先级：四则运算 > 位运算 > 逻辑运算

声明：此文章为本人在学习狄泰软件学院《C语言深度解析》所做的笔记，文章中包含狄泰软件资料内容一切版权归狄泰软件所有！