位运算符

1 位运算符分析

• C语言中的位运算符：位运算符直接对bit位进行操作，其效率最高。

2 左移和右移注意点

• 左操作数必须为整数：char和short被隐式转换为int后进行移位操作。

• 右操作数的范围必须为：[0,31]。

• 左移运算符<<将运算数的二进制位左移：
  
  • 规则：高位丢弃，低位补0。
• 右移运算符>>把运算数的二进制位右移：
  
  • 规则：高位补符号位，低位丢弃。

3 有趣的问题

实例分析：位运算符初探

#include <stdio.h>int main(){    printf("%d\n", 3 << 2);         //12    printf("%d\n", 3 >> 1);         //1    printf("%d\n", -1 >> 1);        //-1    printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);  //32    printf("%d\n", 3 << -1); // oops! 不同编译器结果不同    return 0;}

4 小贴士

• 防错准则：
  
  • 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。
  • 当位运算，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()来表达计算次序。
• 小技巧：
  
  • 左移n位相当于乘以2的n次方，但效率比数学运算符高。
  • 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>#define SWAP1(a, b)    \{                      \    int t = a;         \    a = b;             \    b = t;             \}#define SWAP2(a, b)    \{                      \    a = a + b;         \    b = a - b;         \    a = a - b;         \}#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

• 位运算没有短路规则，每个操作数都参与运算。
• 位运算的结果为整数，而不是0或1。
• 位运算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

#include <stdio.h>int main(){    int i = 0;    int j = 0;    int k = 0;    if( ++i | ++j & ++k )    {        printf("Run here...\n");    }    return 0;}

6 小结

• 位运算只能用于整数类型。
• 左移和右移运算符的右操作数范围必须为[0,31]。
• 位运算没有短路规则，所有操作数均会求值。
• 位运算的效率高于四则运算和逻辑运算。
• 运算优先级：四则运算 > 位运算 > 逻辑运算。