位运算—与(&)，或(|)，取反(~)，异或(^)详解

位运算—与(&)，或(|)，取反(~)，异或(^)详解

按位与（&）

按位与运算符&，和逻辑与（&&）运算符类似，只有一个&，都是同为1则为1，有0就为0，按位相互运算。

实例：11&5

11 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1011
 5 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 0101
& ------------------------------------------
   0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 0001

可以看到，转换成2进制，长度需要相同，不足的话高位补0。

代码如下：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a;
    a=11&5;
    printf("a=%d\n",a);
    return 0;
}

运行结果：

a = 1

按位与运算符的作用：

1.清零

我们可以对某一个数与0进行按位与运算，由于两个位都为1才为1，最终全部位都变为0，起到清零的作用。

2.取指定位

如某些存储场景下，“第1_{4位表示xxxx”，我们需要取出1}4位，则可以让原数值与数字15，即低4位全1(XXXX 1111)，进行按位与运算，得到的结果即是原数值的1~4位的值。

3.判断奇数偶数

一个数的奇偶性可以通过二进制位的最低一位是0还是1判别，所以可以将这个数与1进行&运算，判断是0是1可知奇偶。

按位或(|)

**按位与运算符|，和逻辑与（||）运算符类似，只有一个|，都是有1则为1，全0才是0，按位相互运算。

实例：11&9

11 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1011
 9 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1001
 | ------------------------------------------
11 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1011

代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a;
    a=11|9;
    printf("a=%d\n",a);
    return 0;
}

运行结果：

a = 11

按位或运算符的作用：

对一个数字的指定位置为1，如“某个数字的第七位”表示开关，原先是0，需要改为1的状态，即可以将这个数字与64按位或，即可得到第七位变为1，其余位的值依旧不变。

按位异或(^)

^表示按位异或运算符，顾名思义，相异，相同为0，不同为1。

实例：11&9

11 0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1011
9  0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 1001
^  ------------------------------------------
2  0000 0000  0000 0000  0000 0000  0000 0010

代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a;
    a=11^9;
    printf("a=%d\n",a);
    return 0;
}

运行结果：

a = 2

按位异或运算符的作用：

1. 指定位数的翻转：

如想对某个数字的低4位进行翻转，则可以将这个数字与15（二进制为00001111）进行按位异或运算，既可以将原数字的低四位进行翻转，即高四位不变，低四位0变1，1变0。

2. 与0异或还是原值：

大家可以自行实验，一个数字与0进行异或，结果还是原值。

3. 交换两个数字：

除了之前我们学习交换两个数字需要第三个变量做中介之外，如今可以通过异或运算进行，代码如下：

#include<stdio.h>
int swap(int *a,int *b)
{
    if (*a!=*b)
    {
        *a=*a^*b;
        *b=*b^*a;
        *a=*a^*b;
    }
    return 0;
}
int main()
{
    int a=11;
    int b=9;
    swap(&a,&b);
    printf("a=%d b=%d\n",a,b);
    return 0;
}

运行结果

a = 9 b = 11

按位取反(~)

~取反运算符，是对数值的二进制位进行取反，是第一个单目运算符，因为只有一个运算对象，运算过程是即0变为1，1变为0，非常好理解。

实例：11&9

~1 = 0
~0 = 1

代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
    unsigned int a=1;
    printf("~a=%u\n",~a);
    return 0;
}

运行结果：

~a = 4294967294

按位取反运算符的作用：

作用就是取反（doge）。