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[TOC]
1 运算符
~,&,|,^,<<,>>,&=,|=,^=,>>=,<<=
2 二进制
以2为基底表示的数字为二进制。
二进制1111可表示为：
1*2^3 + 1*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0
字节表示储存系统字符集所需的大小，1字节包含8位。
二进制无符号整数的范围是 0 ～ 255;
有符号整数的范围是 -127 ～ 127，因为八位的第一位储存符号（1负 0正），只剩下7位表示数字本身。也会产生 +0 和 -0 两个0.
原码，反码， 补码
计算机中存储的数据都是以二进制码存储的，程序对正数和负数都要进行计算，因此增加了符号位来区分正数和负数。计算机以二进制补码来表示有符号位。
计算机中的运算器只有加法运算器，所以计算机只能做加法，减一个数的运算也是通过加法实现相当于加上一个这个数的相反数。
- 正数：原码=反码=补码
- 负数：原码（符号位是1）=反码（除符号位，其他位取反）=补码（反码+1）
- 0:原码=反码=补码=0
以8位二进制为例：
一个二进制和按位取反的结果相加，和必定是 11111111 即 -1, 例如十进制2 00000010 反码是 11111101 它两相加(00000010 + 11111101 = 11111111)结果是 -1, 即 数+相反数=-1 得出 数+相反数+1=0 因而补码是 相反数+1 的结果。
以 2 - 2 举例: 即 2 + (-2),2在程序中的补码是00000010,-2 在程序中的原码是 10000010 反码是 11111101 补码(计算机中存储的数值)是 11111110 可以得出 00000010 + 11111110 = 00000000。
以 6 - 8 举例: 即 6 + (-8),6在程序中的补码是00000110,-8 在程序中的原码是 10001000 反码是 11110111 补码(计算机中存储的数值)是 11111000 可以得出 00000110 + 11111000 = 11111110， 11111110 是 -2 的补码。
以此类推，总的来说补码让计算机可以进行减法运算。
3 按位逻辑运算符
(1)二进制反码或按位取反: ~
-(10011010) 的结果是 (01100101), 取反就是0变1，1变0.
unsigned char a = 2; // 00000010
a = ~a;
printf("%d", a); // 11111101 即输出 253
char a = 2; // 00000010
printf("%d", ~a);
//输出 -3，因为~a取反是11111101第一个是符号位，计算机判断负数，取补码 10000011 即 -3
(2)按位与: &
(10010011)&(00111101) 结果是 00010001, 按位与就是两个对比位都是1才是1，否则是0.
unsigned char a = 2; // 00000010
unsigned char b = 1; // 00000001
printf("%d", a & b); // 00000000
使用掩码，就是按位与运算的过程。
(3)按位或：|
(10010011)|(00111101) 结果是 10111111, 按位与就是两个对比位只要有一位是1结果就是是1，否则是0.
(4)按位异或: ^
(10010011)^(00111101) 结果是 10101110, 按位与就是两个对比位只要不同结果就是是1，否则是0.
4 移位运算符
(1)左移：<<
(10010011) << 2 的结果是 01001100, 左移运算即把每一位向左移动指定位数，移出左端的值丢失，右端空出的位置补0.
一个数左移2位相当于该数乘以2的2次幂的结果。
(2)右移：>>
对无符号类型 (10010011) >> 2 的结果是 00100100;
对有符号位 (10010011) >> 2 的结果是 00100100 或 11100100, 根据系统的不同补充位可能是0也可能是符号位的副本;
右移运算即把每一位向右移动指定位数，移出右端的值丢失，对有符号值左端空出的位置根据系统的不同补0或符号位的副本，对无符号值用0填充。
对于非负数，一个数右移2位相当于该数除以2的2次幂的结果。
编程：十进制转换为二进制
#include "limits.h"
// 这个方法将整数转换为二进制字符串
char * itobs(int n, char * ps){
int i;
const static int size = CHAR_BIT * sizeof(int);
for (i = size - 1; i >= 0; i--, n >>= 1) {
ps[i] = (01 & n) + '0';
}
ps[size] = '\0';
return ps;
}
printf("sizeof(int) = %ld\n", sizeof(int));
char bit_str[CHAR_BIT * sizeof(int) + 1];
int number = 11;
itobs(number, bit_str);
printf("%d 的二进制是：\n", number);
for (int i = 0; bit_str[i]; ) {
putchar(bit_str[i++]);
}
输出:
sizeof(int) = 4
11 的二进制是：
00000000000000000000000000001011
-11 的二进制是：
11111111111111111111111111110101
5 位字段
struct {
unsigned int a: 1;
unsigned int b: 1;
unsigned int c: 1;
unsigned int d: 1;
} prnt;
prnt 包含 4 个 1位的字段，a,b,c,d是位字段，它们都确定了字段的宽度是1， 因为只有1位，所以只能赋值 0或1。
位字段是一个signedint或unsignedint类型变量中的一组相邻的位。可以通过位字段来规定字段的大小。
6 对齐特性
_Alignof运算符给出一个类型的对齐要求，在关键字_Alignof后面的圆括号中写上类型名即可：
size_t f_align = _Alignof(float);
如果 f_align 的值是4，就代表float 类型对象的对其要求是4，即存储float类型值需要相邻地址的字节数是4.
使用_Alignas说明符指定一个变量或类型的对齐值。但是，不应该要求该值小于基本对齐值。
_Alignas(float) char c1;
_Alignas(8) char c2;
C11在stdlib.h库还添加了一个新的内存分配函数，用于对齐动态分配的内存。该函数的原型如下：
void * aligned_alloc(size_t alignment, size_t size);
第1个参数代表指定的对齐，第2个参数是所需的字节数，其值应是第1个参数的倍数。与其他内存分配函数一样，要使用free()函数释放之前分配的内存。
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