第16课位运算符分析

1. C语言中的位运算符——直接对bit位进行操作，效率最高

&	按位与
\|	按位或
^	按位异或
~	取反
<<	左移
>>	右移

2. 左移和右移注意点

（1）左操作数必须为整型类型:char和short被隐式转换为int后进行移位操作

（2）右操作数的范围必须为：[0,31]。其他值属未定义行为，不同编译器处理不同。

（3）左移运算符 << 将运算数的二进制位左移：规则为高位丢弃，低位补0

（4）右移运算符 >> 把运算数的二进制位左移：规则为高位补符号，低位丢弃

3. 有趣的问题：0x1 << 2 + 3 的值会是什么？

【实例分析】位运算符初探

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", 3 << 2); //3<<2  ===> 0x11<<2 ===>1100，即12
    printf("%d\n", 3 >> 1); //0x11<<1， 即1
    printf("%d\n", -1 >> 1);//0x1111>>1 ，即0x1111，仍为1
    printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);//相当于0x01<<(2+3)，即32
    
    printf("%d\n", 3 << -1); // oops!右操作数必须为[0,31]，不同编译器处理方式不同
    
    return 0;
}

4. 小贴士——防错准则

（1）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

（2）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（）表达达计算次序。

【小技巧】

　　①左移n位相当于乘以2的n次方，但效率比数学运算符高

　　②右移n位相当于除以2的n次方，但效率比数学运算符高

【编程实验】交换两个整型变量的值

#include <stdio.h>

//利用中间变量交换
#define SWAP1(a, b)    \
{                      \
    int t = a;         \
    a = b;             \
    b = t;             \
}

//利用部分和来交换
#define SWAP2(a, b)    \
{                      \
    a = a + b;         \
    b = a - b;         \
    a = a - b;         \
}

//利用异或运算
#define SWAP3(a, b)    \
{                      \
    a = a ^ b;         \
    b = a ^ b;         \
    a = a ^ b;         \
}

int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    
    
    printf("a = %d\n", a); 
    printf("b = %d\n", b); 
    
    SWAP3(a ,b);
    
    printf("a = %d\n", a); 
    printf("b = %d\n", b); 
    
    return 0;
}

5. 位运算与逻辑运算不同

（1）位运算没有短路规则，每个操作数都参与运算

（2）位运算的结果为整数，而不是0或1

（3）位运算符优先级高于逻辑运算优先级

【实例分析】混淆概念的判断条件

使用了位运算符作为判断条件（错误）

使用逻辑运算符作为判断条件（正确）

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
    
    //注意位运算，不会短路
    if( ++i | ++j & ++k )
    {
        printf("Run here...\n");
    }
    
    printf("i = %d\n", i); //1
    printf("j = %d\n", j); //1
    printf("k = %d\n", k); //1

    return 0;
}

#include<stdio.h>

int main()
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;
 
    //注意是逻辑运算，短路
    if (++i || ++j && ++k) //&&优先高于||
    {
        printf("Run here...\n");
    }

    printf("i = %d\n", i); //1
    printf("j = %d\n", j); //0
    printf("k = %d\n", k); //0

    return 0;
}

6. 小结

（1）位运算符只能用于整数类型

（2）左移和右移运算符的右操作数范围必须为[0,31]

（3）位运算的没有短路规则，所有操作数均会求值。

（4）位运算的效率高于四则运算和逻辑运算

（5）运算优先级: 四则运算 > 位运算 > 逻辑运算

来源：https://www.cnblogs.com/5iedu/p/5323968.html

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