一、位运算符

1.1按位取反

按位取反~：作用是按位将0变成1，1变成0；

如：二进制10011010取反后
~(10011010)——> 01100101//原码

实例1： 先按位取反，但是在计算机中存储需要将原码按照补码方式存储，因此符号位不变再取反+1。

void test()
{int num = 2;//0000 0010 —>1111 1101原码 //—>取反1000 0010 加1—>1000 0011 —>-3printf("%d\n",~num);
}

输出结果为：

实例2： 此时我们需要了解各种类型数据的取值范围。unsigned char的取值范围为：0—255，我们看如下例子。

void test()
{unsigned char a = 2;//0000 0010unsigned char b = ~a;//-3，但为无符号char类型，1000 0011—>//1111 1100(负数转换变为正数)—>(正数)1111 1101—>253printf("a = %d\n",a);//2printf("b = %d\n",b);
}

输出结果：a为正数不变；b与上面一样2的补码为-3，但此时为unsigned char类型数据需要进行再次转换，计算机中的负数以二进制补码表示，补码 = 二进制数(原码)的反码 + 1。

 

1.2按位与

按位与&：作用是按位与，全真为真(1)，有一个假即为假(0)；

如：二进制数10001101按位与后10101010——>10001000

实例1： 判断任意一个数字的奇偶性。任意一个数字与上1，结果为1，是奇数;为0，是偶数；

随意写一个数字10010101与上10000000100000001//结果为1，是奇数;为0，是偶数；

简单测试一下：

void test()
{int num = 123;if ((num&1) == 0)//与上1{printf("num为偶数\n");}else{printf("num为奇数\n");}
}

测试成功：

 

1.3按位或

按位或 |：作用是作用是按位或，全真为真(1)，有一个真(1)也为真，全假才为假(0)；

如：二进制数10010100按位或后01110010——>11110110

实例1： 按位或操作

void test()
{int num1 = 5;int num2 = 3;printf("num1|num2 = %d\n",num1|num2);//0101//0011—>0111—>7
}

测试结果：为7

 

1.4按位异或

按位异或^：作用是按位异或：两个不一样为真，输出1；两个一样，为假，输出0；

按位异或：相同为0，不同为1；10010101 进行按位异或00011100——>10001001

实例1：实现两个数交换的多种方法
方式1：使用临时变量方法即可完成交换

	int temp = num1;num1 = num2;num2 = temp;

方式2：利用按位异或实现两个数的交换(不使用临时变量交换的方法)

void test()//利用按位异或实现两个数的交换
{int num1 = 10;int num2 = 20;printf("交换前：\n",num1);printf("num1 = %d\n",num1);printf("num2 = %d\n",num2);num1 = num1^num2;num2 = num1^num2;num1 = num1^num2;printf("交换后：\n",num1);printf("num1 = %d\n",num1);printf("num2 = %d\n",num2);
}

方式3：我们将其中这三行修改也可以实现2个数交换，输出结果是相同的。

    num1 = num1 + num2;num2 = num1 - num2;num1 = num1 - num2;

最后测试结果都测试成功。

二、移位运算符

2.1左移运算符

左移运算符<<：将其操作数的值的每位向左移动，移动的位数由其右侧操作数指定。空出来的位用0填充，并且丢弃移出左侧操作数末端的位。左移X次代表乘以2^X次方。

实例1：左移X次代表乘以2^X次方。

void test()//左移运算符
{int num = 10;printf("num = %d\n",num<<2);//相当于乘4
}

输出结果：

2.2右移运算符

右移运算符>>：将其左侧的操作数的值每位向右移动，移动的位数由其右侧的操作数指定。丢弃移出左侧操作数有段的位。左移X次代表除以2^X次方。 对于unsigned类型，使用0填充左端空出的位。对于有符号类型，结果依赖于机器，空出来的位可能用0填充，或者使用符号(最左端)位的副本填充。不同的机器可能有不同的结果。 正数则左边补0，负数标准没有规定在左边补充的数字，分为逻辑右移和算术右移，具体由编译器决定。windows平台和gcc采取算术右移即负数补1。

实例1：右移X次代表除以2^X次方。

void test()//右移运算符
{int num = 10;printf("num = %d\n",num>>1);//相当于除2
}

输出结果：

 

三、类型转换详解

类型转换： 当参加一个运算的数据的类型不同时运算需要类型转换。首先变量的数据类型是可以转换的。转换的方法有两种，一种是显示转换，另一种是隐式转换。
显示转换:

char a = (char)200;//显示转换，-56   -(256-200)
int b = (int)12.5;//显示转换 12

隐式转换：

char c = 100;
int d = c + 25;//隐式转换，自动转换为整型

我们还需要了解一下各种类型数据范围，为什么呢？
       类型转换时，就像我们把1个字节东西放入4个字节的盒子时，是没有问题的；但是，如果把4个字节东西放入1个字节盒子里时，放不下去自然要进行相应转化才能放进去。因此，我们就要了解一下各种数据类型范围：

转换规则：

各种数据类型范围:

案例1：类型转换1。

void test()
{char a = -1;//-1char b = 255;//-1unsigned char c = a;//255unsigned char d = b;//255int e = a;//-1int f = b;//-1unsigned int g = a;//2^32-1unsigned int h = b;//2^32-1printf("%d %d %d %d\n",a,b,c,d);printf("%d %d %u %u\n",e,f,g,h);
}

输出结果为：如下
①char类型的范围为-127~128，所以a还是-1，但是b自动转换为255了。
②unsigned char类型范围为：0-255，所以c，d都为255；
③int类型范围为-几亿~+几亿，范围足够大，所以e，f还是-1；
④unsigned int范围为0~4294967295，因此需要将-1转换为4296967295。

案例2：类型转换2。

void test()
{unsigned short a = 10;unsigned int b = 10;if (a > -1)//a提升为整型10{printf("a>-1\n");}else{printf("a<-1\n");}if (b > -1){printf("b>-1\n");}else{printf("b<-1\n");}
}

输出结果为：

为什么呢？
a为unsigned short类型，-1为整型，整型类型大，因此直接将a提升为整型的10；因此10>-1；
b为unsigned int类型，-1为整型，同级别：无符号整型>整型；-1转化为无符号整型大约为40多亿，大于10，因此b<-1；

窄的符号类型如何变成宽的符号类型呢？
窄变宽：左边补符号位(无符号数左边补0)。

案例2：类型转换3。

void test()
{int d = 200;char b = 200;b = (char)d;//-56d = (int)b;//-56printf("%d\n",d);
}

输出结果：b为char类型，存储不下200，需要转换为-56；
d为int类型，可以存储-56，最后输出-56；

 

四、多种位运算实例分析

综合实例1： 常见的二进制位的变换操作:定符号、定数字、构造数字。

综合实例2：(10<<8)|2

我们用代码验证一下：

void test()
{int num = 10;printf("num = %d\n",num<<8|2);
}

输出结果为：