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前言：
C语言的位运算有6种：按位与&、按位或|、按位取反~、按位异或^、按位左移<<、按位右移>>
注意：能够参与位运算的
操作数必须是整型，以补码形式进行按位运算
（一）按位与& （双目运算符）
0 | 1 ⇒ 0
1 | 0 ⇒ 0
1 | 1 ⇒ 1
0 | 0 ⇒ 0
（1）迅速清零
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 15;
a = a & 0;
printf("a = %d\n", a);
return 0;
}
结果：
从这还不足以看出按位与&的真正魅力，主要做作用就在下面
（2）保留指定位
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 15;
a = a & 6;
printf("a = %d\n", a);
return 0;
}
（3）判断奇偶性
补码的最低位是0，就是偶数，1是奇数
所以使用任意数和1进行按位与，即（num & 1） == 0 ? 偶数 : 奇数
注意：逻辑运算符的优先级高是7，按位运算符的优先级低是9
我们来输出下[1 - 100] 之间的偶数
#include <stdio.h>
int main()
{
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
if ((i & 1) == 0)
{
printf("%-4d", i);
}
}
return 0;
}
拓展：
按位与&不光能判断奇偶性，而且还能判断能够被2^n(n>=0)整除的数
总结：
- 判断一个数num能否被
2^n整除，使用(num & (2^n - 1))) == 0 ? 偶数 : 奇数- 例如：一个整数内否被4整除
#include <stdio.h>
int main()
{
for (int i = 1; i <= 100; i++)
{
if ((i & 3) == 0)
{
printf("%-4d", i);
}
}
return 0;
}
（二）按位或 | （双目运算符）
0 | 1 ⇒ 1
1 | 0 ⇒ 1
1 | 1 ⇒ 1
0 | 0 ⇒ 0
（1）修改数据的指定位的值
例：把char类型的十进制100的第4个二进制位改成1
把100 ： 1100 0100
使用 | : 0000 1000
结果： 1100 1100(108)
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 100;
a = a | 0x08;
return 0;
}
（三）按位取反~（单目运算符）
~0 ⇒ 1
~1 ⇒ 0
（1）方便表示一个数字，通常和& | 结合使用
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0x12345678;
// 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000
//& 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000
//将a的后2位78变成00
// 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0000 0000
int b = a & 0xffffff00;
printf("b = %x\n", b);
//第二种表示：1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000
//~ 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
//~255
b = a & ~255;
printf("b = %x\n", b);
return 0;
}
（四）按位异或^（双目运算符）
0 ^ 0 ⇒ 0
0 ^ 1 ⇒ 1
1 ^ 0 ⇒ 1
1 ^ 1 ⇒ 0
（1）按位异或的规律
- 结合律：a ^ (b ^ c) == (a ^ b)^ c
- 交换律：a ^ b == b ^ a
- 归零律：a ^ a == 0
- 恒等率：a ^ 0 == a
- 自反性：a ^ b ^ a == b
（2）判断两个数是否相等
//a == b;
//(a - b) == 0;
//(a ^ b) == 0;
（3）交换两个数
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
a = a ^ b;
b = a ^ b; // a ^ b ^ b == a
a = a ^ b; // a ^ b ^ a == b
printf("a = %d, b = %d\n", a ,b);
return 0;
}
（4）一个整型数组里的value只出现了一次，其余数据都是两次，请找到这个数
int main()
{
int arr[] = {2, 1, 5, 4, 2, 1, 6, 5, 6};
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int ret = 0;
for (int i = 0; i < len; i++)
{
ret = ret ^ arr[i];
}
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
（四）按位左移<<，按位右移>>
<<左移：最低位填充0
>>右移：
- 有符号数最高位填充符号位
- 无符号数最高位填充0
练习题：计算一个整型数对应的二进制数中1的个数
（1）解法一
#include <stdio.h>
//得到一个整数二进制中的1的个数
int GetOneNum(int num)
{
//计算二进制位个数
int bit_num = sizeof(num) * 8;
int count = 0; //计数
while (bit_num--)
{
if ((num & 1) == 1)
{
count++;
}
num >>= 1;
}
return count;
}
int main()
{
int test = 0xd2; //1101 0010
printf("number of 1 : %d\n", GetOneNum(test));
return 0;
}
（2）解法二
int GetOneNum(unsigned int num)
{
int count = 0; //计数
while (num != 0)
{
if ((num & 1) == 1)
{
count++;
}
num >>= 1;
}
return count;
}
（3）解法三
int GetOneNum(int num)
{
int count = 0; //计数
while (num != 0)
{
num = num & (num - 1);
count++;
}
return count;
}
（4）解法四：查表法
/*
* 我们将四个位作为一个位移动的基本单元
* 得到每个单元的所有可能，然后四位四位的与运算
*/
int GetOneNum(int num)
{
int num_4bit = sizeof(num) * 2; //一字节 == 2个十六进制位
int count = 0;
//四位一个单元的所有可能 //计数
//0000 0
//0001 1
//0010 1
//0011 2
//0100 1
//0101 2
//0110 2
//0111 3
//1000 1
//1001 2
//1010 2
//1011 3
//1100 2
//1101 3
//1110 3
//1111 4
while (num_4bit--)
{
count = count + "0112122312232334"[num & 0x0f] - '0';
num >>= 4;
}
return count;
}