c语言：17、位运算
1、位
位表示二进制数中的一位，值是0或1，0代表false，1代表true。
系统软件中常常需要处理二进制位的问题。现代框架中运算速度通常和加法相同，比乘法快。
c语言提供下列6种位运算符
- 按位与
& - 按位或
| - 按位异或
^ - 按位取反
~ - 左移
<< - 右移
>>
2、按位与
位与运算：将参与运算的两个数据按对应的二进制数，逐位进行逻辑与运算。
参与运算的两个数必须是整型或者字符型，且参与运算的数必须要以补码的方式进行出现。
逻辑与运算只有当对应的两个二进制位均为1的时候，结果才为1，否则为0。
#include <stdio.h>
int main(){
int a = 4;//4的补码00000000 00000000 00000000 00000100
int b = 7;//7的补码00000000 00000000 00000000 00000111
int c=a&b;//结果为 00000000 00000000 00000000 00000100
printf("c=%d\n", c);//输出4
return 0;
}
位与运算应用：迅速清零
迅速清零，比如要对某个变量进行清零操作，因为位与运算只有两个二进制数都为1时结果才为1，所以任何一个数和0进行按位与，得到的结果都为0。
int a = 10;
//do something with variable a ....
//set variable a as 0
a = a&0;
位与运算应用：保留指定位置
@todo
位与运算应用：判断奇偶性
#include <stdio.h>
int main(){
int a = 4;
a & 1;//结果是1则a是奇数，结果为0则a是偶数
}
3、按位或
将参与运算的两个数据进行逻辑或运算
#include <stdio.h>
int main(){
int a = 9;//二进制为：00000000 00000000 00000000 00001001
int b = 5;//二进制为：00000000 00000000 00000000 00000101
int c=a|b;//二进制位：00000000 00000000 00000000 00001101
printf("c=%d\n",c);//输出13
return 0;
}
按位或用途：设定数据的指定位置
假设要将9的第一个字节全部设为1，可以使用下方的写法
int a = 9;
//0xFF转换为10进制为255
//0xFF的二进制表示为：00000000 00000000 00000000 11111111
a = a|0xFF;
printf("a=%d\n",a);//输出255
4、按位异或
将参与运算的两个数据按对应的二进制数进行逻辑异或运算
#include <stdio.h>
int main(){
int a = 9;//0000 1001
int b = 5;//0000 0101
int c=a^b;//0000 1100
printf("c=%d\n",c);//c=12
return 0;
}
按位异或应用：定位反转
int a = 9;//0000 1001
a=a^0xFF;// 1111 0110
按位异或应用：数值交换
int a = 9;
int b = 5;
a = a^b;
b = b^a;
a = a^b;
printf("a=%d\n,b=%d\n",a);//a=5,b=9，两个变量的值交换了
5、按位取反
int a = 9;//0000 1001
a = ~a; //1111 0110
6、左移右移
左移
将数据对应的二进制值逐位左移若干位。
左移n位，就是将他的值乘以2的n次方。
左移时高位丢弃，低位补0。
int a = 3;//00000000 00000000 00000000 00000011//最高位舍弃了4个0
a = a<<4; //00000000 00000000 00000000 00110000//最低位补上了4个0
int i = 1;//0000 0001
i = i<<2; //0000 0100//值为4，左移两位相当于1*2^2
注意：
int是一个有符号的类型，当移动的过程中，把最左边的符号位给移出去了
此时就发生溢出了。
左移最常见的功能就是实现2倍乘运算。
由于位移操作的运算速度比乘法的运算速度高很多，所以在处理数据的乘法运算时，可以采取这种方式获得更高的运行速度。
右移
将数据对应的二进制值逐位右移若干位。
右移就是一个除以2的过程，右移n位实际上就是除以2的n次方。
注意：
右移和左移有一个不一样的地方，就是如果当前数据是有符号数，在进行右移时根据符号位决定左边是补0还是补1，如果符号位为0，左边就补0，如果符号位为1就会根据不同的计算机系统，他会有不同的处理方式。