C语言 位运算详解及示例代码
所谓位运算，就是对一个比特（Bit）位进行操作。在《二进制思想以及数据的存储》一节中讲到，比特（Bit）是一个电子元器件，8个比特构成一个字节（Byte），它已经是粒度最小的可操作单元了。
C语言提供了六种位运算符：
运算符
&
|
^
~
<<
>>
说明
按位与
按位或
按位异或
取反
左移
右移
按位与运算（&）
一个比特（Bit）位只有0和1两个取值，只有参与&运算的两个位都为1时，结果才为1，否则为0。例如1&1为1，0&0为0，1&0也为0，这和逻辑运算符&&非常类似。
C语言中不能直接使用二进制，&两边的操作数可以是十进制、八进制、十六进制，它们在内存中最终都是以二进制形式存储，&就是对这些内存中的二进制位进行运算。其他的位运算符也是相同的道理。
例如，9&5可以转换成如下的运算：
00000000--00000000--00000000--00001001 （9在内存中的存储）
&00000000--00000000--00000000--00000101 （5在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
00000000--00000000--00000000--00000001 （1在内存中的存储）
也就是说，按位与运算会对参与运算的两个数的所有二进制位进行&运算，9&5的结果为1。
又如，-9&5可以转换成如下的运算：
11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
&00000000--00000000--00000000--00000101 （5在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
00000000--00000000--00000000--00000101 （5在内存中的存储）
-9&5的结果是5。
关于正数和负数在内存中的存储形式，我们已在VIP教程《整数在内存中是如何存储的》中进行了讲解。
再强调一遍，&是根据内存中的二进制位进行运算的，而不是数据的二进制形式；其他位运算符也一样。以-9&5为例，-9的在内存中的存储和-9的二进制形式截然不同：
11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
-00000000--00000000--00000000--00001001 （-9的二进制形式，前面多余的0可以抹掉）
按位与运算通常用来对某些位清0，或者保留某些位。例如要把n的高16位清0，保留低16位，可以进行n&0XFFFF运算（0XFFFF在内存中的存储形式为00000000--00000000--11111111--11111111）。
【实例】对上面的分析进行检验。
#include<stdio.h>
intmain(){
intn=0X8FA6002D;
printf("%d,%d,%X\n",9&5,-9&5,n&0XFFFF);
return0;
}
运行结果：
1,5,2D
按位或运算（|）
参与|运算的两个二进制位有一个为1时，结果就为1，两个都为0时结果才为0。例如1|1为1，0|0为0，1|0为1，这和逻辑运算中的||非常类似。
例如，9|5可以转换成如下的运算：
00000000--00000000--00000000--00001001 （9在内存中的存储）
| 00000000--00000000--00000000--00000101 （5在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
00000000--00000000--00000000--00001101 （13在内存中的存储）
9|5的结果为13。
又如，-9|5可以转换成如下的运算：
11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
| 00000000--00000000--00000000--00000101 （5在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
-9|5的结果是-9。
按位或运算可以用来将某些位置1，或者保留某些位。例如要把n的高16位置1，保留低16位，可以进行n|0XFFFF0000运算（0XFFFF0000在内存中的存储形式为11111111--11111111--00000000--00000000）。
【实例】对上面的分析进行校验。
#include<stdio.h>
intmain(){
intn=0X2D;
printf("%d,%d,%X\n",9|5,-9|5,n|0XFFFF0000);
return0;
}
运行结果：
13,-9,FFFF002D
按位异或运算（^）
参与^运算两个二进制位不同时，结果为1，相同时结果为0。例如0^1为1，0^0为0，1^1为0。
例如，9|5可以转换成如下的运算：
00000000--00000000--00000000--00001001 （9在内存中的存储）
^ 00000000--00000000--00000000--00000101 （5在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
00000000--00000000--00000000--00001100 （12在内存中的存储）
9|5的结果为12。
又如，-9|5可以转换成如下的运算：
11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
^ 00000000--00000000--00000000--00000101 （5在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
11111111--11111111--11111111--11110010 （-1在内存中的存储）
-9|5的结果是-14。
按位异或运算可以用来将某些二进制位反转。例如要把n的高16位反转，保留低16位，可以进行n^0XFFFF0000运算（0XFFFF0000在内存中的存储形式为11111111--11111111--00000000--00000000）。
【实例】对上面的分析进行校验。
#include<stdio.h>
intmain(){
unsignedn=0X0A07002D;
printf("%d,%d,%X\n",9^5,-9^5,n^0XFFFF0000);
return0;
}
运行结果：
12,-14,F5F8002D
取反运算（~）
取反运算符~为单目运算符，右结合性，作用是对参与运算的二进制位取反。例如~1为0，~0为1，这和逻辑运算中的!非常类似。。
例如，~9可以转换为如下的运算：
~00000000--00000000--00000000--00001001 （9在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
11111111--11111111--11111111--11110110 （-10在内存中的存储）
所以~9的结果为-10。
例如，~-9可以转换为如下的运算：
~11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
00000000--00000000--00000000--00001000 （9在内存中的存储）
所以~-9的结果为8。
【实例】对上面的分析进行校验。
#include<stdio.h>
intmain(){
printf("%d,%d\n",~9,~-9);
return0;
}
运行结果：
-10,8
左移运算（<<）
左移运算符<<用来把操作数的各个二进制位全部左移若干位，高位丢弃，低位补0。
例如，9<<3可以转换为如下的运算：
<<00000000--00000000--00000000--00001001 （9在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
00000000--00000000--00000000--01001000 （72在内存中的存储）
所以9<<3的结果为72。
又如，(-9)<<3可以转换为如下的运算：
<<11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
11111111--11111111--11111111--10111000 （-72在内存中的存储）
所以(-9)<<3的结果为-72
如果数据较小，被丢弃的高位不包含1，那么左移n位相当于乘以2的n次方。
【实例】对上面的结果进行校验。
#include<stdio.h>
intmain(){
printf("%d,%d\n",9<<3,(-9)<<3);
return0;
}
运行结果：
72,-72
右移运算（>>）
右移运算符>>用来把操作数的各个二进制位全部右移若干位，低位丢弃，高位补0或1。如果数据的最高位是0，那么就补0；如果最高位是1，那么就补1。
例如，9>>3可以转换为如下的运算：
>>00000000--00000000--00000000--00001001 （9在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
00000000--00000000--00000000--00000001 （1在内存中的存储）
所以9>>3的结果为1。
又如，(-9)>>3可以转换为如下的运算：
>>11111111--11111111--11111111--11110111 （-9在内存中的存储）
-----------------------------------------------------------------------------------
11111111--11111111--11111111--11111110 （-2在内存中的存储）
所以(-9)>>3的结果为-2
如果被丢弃的低位不包含1，那么右移n位相当于除以2的n次方（但被移除的位中经常会包含1）。
【实例】对上面的结果进行校验。
#include<stdio.h>
intmain(){
printf("%d,%d\n",9>>3,(-9)>>3);
return0;
}
运行结果：
1,-2
以上就是对 C语言位运算的知识整理，后续继续补充相关资料，谢谢大家对本站的支持！