图文详解C语言位运算基础知识

本文讲解C语言中的位运算基础知识，包括位运算符的种类、位运算符的作用以及位运算在实际应用中的应用。

位运算符介绍

C语言中有六个位运算符，分别是左移（<<）、右移（>>）、按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）和按位取反（~）。

左移（<<）

左移运算符将指定的位数向左移动，右侧用0填充。例如，4 << 2 的结果为16，因为4的二进制表示为100，左移2位得到10000，即16。

右移（>>）

右移运算符将指定的位数向右移动，左侧用符号位的值填充。例如，-4 >> 2 的结果为-1，因为-4的二进制表示为11111111111111111111111111111100，右移2位得到11111111111111111111111111111111，即-1。

按位与（&）

按位与运算符将两个操作数的每一位进行“与”操作，结果为1时为真，否则为假。例如，5 & 3 的结果为1，因为5的二进制表示为101，3的二进制表示为011，按位与得到001，即1。

按位或（|）

按位或运算符将两个操作数的每一位进行“或”操作，结果为1时为真，否则为假。例如，5 | 3 的结果为7，因为5的二进制表示为101，3的二进制表示为011，按位或得到111，即7。

按位异或（^）

按位异或运算符将两个操作数的每一位进行“异或”操作，结果为1时为真，否则为假。例如，5 ^ 3 的结果为6，因为5的二进制表示为101，3的二进制表示为011，按位异或得到110，即6。

按位取反（~）

按位取反运算符对一个操作数的每一位进行取反操作。例如，~5 的结果为-6，因为5的二进制表示为00000000000000000000000000000101，按位取反得到11111111111111111111111111111010，即-6。

位运算的应用

检测奇偶性

通过按位与运算符，可以判断一个数是奇数还是偶数。一个数的二进制表示的最后一位是1时，其为奇数，最后一位是0时，其为偶数。因此，对于一个数n，如果n & 1的结果为1，那么n为奇数，否则n为偶数。

示例代码：

int is_odd(int n) {
    return n & 1;
}

交换两个变量的值

通过按位异或运算符，可以交换两个变量的值，不需要使用中间变量。假设有两个变量a和b，要交换它们的值，可以使用如下代码：

a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;

这是因为异或运算符满足结合律和交换律，在经过两次异或后，a的值得到了b的值，b的值得到了a的值。

总结

本文介绍了C语言中位运算的基础知识，包括六个位运算符及其作用，以及两个使用位运算符的示例。希望读者可以通过本文对位运算有更深入的理解。