C語言位運算符如何使用

本篇內容介紹了“C語言位運算符如何使用”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

一、位運算符分析

C語言中的位運算符

位運算符直接對 bit 位進行操作，其效率最高。

左移和右移注意點

左操作數必須為整數類型

• char 和 short 被隱式轉換為 int 后進行移位操作

右操作數的范圍必須為：[0,31]

左移運算符<< 將運算數的二進制位左移

• 規則：高位丟棄，低位補0

右移運算符>> 把運算數的二進制位右移

• 規則︰高位補符號位，低位丟棄

下面一段代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("%d\n", 3 << 2); 
    printf("%d\n", 3 >> 1); 
    printf("%d\n", -1 >> 1); 
    printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);
    printf("%d\n", 3 << -1); // oops!
    return 0;
}

下面為輸出結果：

注意四則運算優先級大于位運算，所以 0x01 << 2 + 3 的結果是 32。 還有就是右操作數的范圍必須為：[0,31]，如果不在這個范圍內，程序的輸出結果由不同類型的編譯器所決定，結果將不確定，就像本代碼 3 << -1 一樣。

二、小貼士

防錯準則：

• 避免位運算符，邏輯運算符和數學運算符同時出現在一個表達式中

• 當位運算符，邏輯運算符和數學運算符需要同時參與運算時，盡量使用括號 ( ) 來表達計算次序

小技巧：

• 左移 n 位相當于乘以 2 的 n 次方，但效率比數學運算符高

• 右移 n 位相當于除以 2 的 n 次方，但效率比數學運算符高

下面看一段交換兩個整型變量值的代碼：

#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);
    
    SWAP1(a,b);
    
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n\n", b);
    
    a = 1;
    b = 2;
    
    SWAP2(a,b);
    
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n\n", b);
    
    a = 1;
    b = 2;
    SWAP3(a,b);
    
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n\n", b);   
    
    return 0;
}

第一種方法需要引入第三方變量，第二種方法可能會導致越界問題，第三種的方法效率較高，且不用引入第三方變量。

注意第三種方法：執行 a = a ^ b; 后，b = a ^ b; 就相當于 b = a ^ b ^ b; 先計算后面的，就是 b = a ^ 0，結果就是 b = a；再執行a = a ^ b;相當于 a = a ^ b ^ b，即 a = a ^ b ^ a，顯然結果是 b。

小知識：

A 異或 0 等于 A ，A 異或 1 等于 非A。

三、位運算與邏輯運算

位運算與邏輯運算不同：

• 位運算沒有短路規則，每個操作數都參與運算

• 位運算的結果為整數，而不是 0 或 1

• 位運算優先級高于邏輯運算優先級

下面再來看一個混淆改變的判斷條件：

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

下面為輸出結果：

可以看到，如果錯把++i || ++j && ++k 寫成++i | ++j & ++k，雖然都能運行，但是其中的執行細節不一樣，在實際工程中可能會出現 bug，而且還不好排查。

“C語言位運算符如何使用”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！