C语言下的位运算

简介

程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算是直接对整数的二进制位进行操作，简便高效。

下表列出了C语言的位运算符

名称	运算符	含义
按位与	a & b	仅1 & 1 == 1
按位或	a | b	仅0 | 0==0
按位异或	a ^ b	对应数位上的数相同为0，不同为1
按位取反	~a	0和1全部取反 (注意有符号数和无符号数的区别)
左移	a << b	a乘以2的b次方
带符号右移	a >> b	相当于a除以2的b次方（取整）

位运算的简单使用

• "&"运算常用于二进制取位操作

num & 1;//取num的最后一位,可判断num的奇偶,远快于num mod 2
num & 3;//取num最后两位

• " | " 运算常用于二进制特定位上的无条件赋值

num | 1;//把num最后一位变为1
num | 1 -1;//把num最后一位变为0
num | 0b100;//num第3为变为1

• " ^ " 常用于对二进制的特定一位进行取反操作
  " ^ " 的意义 ：是不是不一样
  0和1异或0都不变，异或1则取反

num == num^a^a;//两次异或同一个数最后结果不变,可用于简单加密
c=c^32;//若字母c大写则变为小写，小写变为大写//异或1取反
int a,b;//不使用第三变量,位运算交换两个值
a=a^b;
b=a^b;//b==a
a=a^b;//a==b

• "~"运算是把内存中的0和1全部取反。需要注意整数类型是否是有符号数

unsigned int num;//32bit
num=100;
num=~num;//num=2^32-1-num;无符号数取反得到的值是它与该类型上界的差
-num=(~num)+1;


无符号数与有符号数均满足
unsigned char a;
~a+1 == -a;

int num;
-num=(~num)+1;

">>"表示把a转为二进制后左移b位（在后面添b个0）即乘以2^b

"<<"表示把a转为二进制后右移b位 （去掉末尾b位） 即除以2^b取整

将高频乘除法替换为位运算，一般可提高算法效率

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2018/5/20