C语言位操作

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一、常用位操作符

位与&	无符号数	有符号数
位或\|	逻辑左移<<	算数左移<<
位异或^	逻辑右移>>	算数右移>>
位取反~	ㅤ	ㅤ

1、位与

真值表：

&	0	1
0	0	0
1	0	1

3 & 5 = ？
0b0011 （3）
& 0b0101 （5）
= 0b0001 （1）

拓展：&（按位与）与&&（逻辑与）的区别：

逻辑与是将运算的俩个数看做一个整体，而整体结果如果位0，则该数被定义成逻辑假（0）；如果该数不为0（不管是正的还是负的），则被定义为逻辑真（1）。

2、位或（|）

真值表：

\|	0	1
0	0	1
1	1	1

3 | 5 = ？
0b0011 （3）
| 0b0101 （5）
= 0b0111 （7）

拓展：&（按位或）与&&（逻辑或）的区别：

逻辑或是将运算的俩个数看做一个整体，而整体结果如果位0，则该数被定义成逻辑假（0）；如果该数不为0（不管是正的还是负的），则被定义为逻辑真（1）。

3、位取反（~）

将操作数的二进制数的位逐个按位取反（1变0，0变1）。

真值表如下：

~1 = 0

~0 = 1

拓展：~（位取反）与！（非）的区别：

！（非）是将操作数整体看成一个整体，而这个整体如果是0，则该数被定义成逻辑假（0）；如果该数不为0，（不管是正还是负的），则被定义成逻辑真（1）。

上面是正常的计算取反的方法，但是在计算机中并不是这样的，需要使用下面的方法。

这里先说一下二进制在内存的存储：二进制数在内存中以补码的形式存储
另外，正数的原码、补码和反码都相同
在计算机中，二进制数在内存中以补码的形式存储，因此要求出其原来的值，就需要在对该数求其补码。正数的原码补码，反码都相同。
从负数的原码求反码和补码解题方法和步骤
（1）保持符号位的1不变，将数字部分的每一位求反（1改为0,0改为1），就得到了反码。
（2）在反码的末位上加1，即得到补码。

4、位异或（^）

俩个数如果结果不等，则其结果为1，相等为0.

真值表如下：

^	0	1
0	0	1
1	1	0

3 ^ 5 = ?
0b0011 (3)
^ 0b0101 (5)
= 0b0110 (6)

5、左移位（<<）

左移位就是将一个操作数的各二进制位全部左移若干位，左边移出去的二进制位丢弃，右边突出的二进制位补0。

5 << 2 =?
0b 0000 0101 (5)
0b 0001 0100 (20)

每进行一次左移位，就是将原来的数乘2。 5x2x2=20

6、右移位（>>）

右移是将一个操作数的各个二进制位全部右移若干位，左边的二进制补0或补1，（如果操作数是无符号数或有符号整数就补0，如果是有符号负数就补1），右边的二进制位丢弃。

负数的存储是以补码的形式存储的，移位是对其负数对应的补码进行的移位，因此原来的数还要进行求原码。

-5 >> 2 = -2
0b1111 1011 (-5)
右移一位：0b11111101 (-3)
右移俩位： 0b11111110 (-2)

二、位操作与寄存器

1、寄存器特定位清零用&

如果希望将一个寄存器的某些特定位变成0而不影响其他位，可以构造一个合适的1和0组成的数，和这个寄存器原来的值进行位与操作，就可以将特定位清零。
假设原来32位的寄存器REG的值为0xAAAAAAAA 我们希望将bit9~bit16置为0而其他位不变，将这个数与0X0000 FF00进行位与即可。
REG & = 0x0000 FF00

2、寄存器特定位置1用|

如果希望将一个寄存器的某些特定位变成1而不影响其他位，可以构造一个合适的1和0组成的数，和这个寄存器原来的值进行位或操作，就可以将特定位置1。
假设原来32位的寄存器REG的值为0xAAAA00AA 我们希望将bit9~bit16置为1而其他位不变，将这个数与0X0000 FF00进行位或即可。
REG | = 0x0000 FF00

3、寄存器特定位取反用~

如果希望将一个寄存器的某些特定位0变成1，1变成0，，即取反而不影响其他位，可以构造一个合适的1和0组成的数，和这个寄存器原来的值进行异或操作，就可以将特定位清零。
假设原来32位的寄存器REG的值为0xAAAAAAAA 我们希望将bit9~bit16取反而其他位不变，将这个数与0X0000 FF00进行位异或即可。
REG ^ = 0x0000 FF00