有趣的移位操作符和位操作符（由浅入深轻松搞定！）

 

目录

1.  原码，反码，补码

 2.移位操作符

2.1 左移操作符

2.2  右移操作符

3.位操作符 (&、|、^、~)

4.使用移位操作符和位操作符写一些有趣的代码~

1.不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换

 2.编写代码实现：求⼀个整数存储在内存中的⼆进制中1的个数

​编辑 3.⼆进制位置0或者置1编写代码将13⼆进制序列的第5位修改为1，然后再改回0

 5.完结散花

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创作不易，友友们看完后如果觉得这篇文章对你们有帮助记得给个3连哟~

1.  原码，反码，补码

1. 想要理解并掌握移位操作符和位操作符，我们有必要并必须先了解原、反、补码的概念。

. 整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码

. 有符号整数的三种表方法法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中，最高位的1位是被当做符号位，剩余的都是数值位。

. 符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”。

. 正整数的原、反、补码都相同。 

. 负整数的三种表方法法各不相同。

. 原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。

. 反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。

. 补码：反码+1就得到补码。

. 补码得到原码也是可以使用：取反，+1的操作。

举个栗子啦~

2.对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

为什么呢？
在计算机系统中，数值⼀律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统⼀处理；同时，加法和减法也可以统⼀处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。
 

 2.移位操作符

.  <<左移操作符

.  >>右移操作符

2.1 左移操作符

1.移位规则：左边抛弃，右边补0。

注意：num<<1后，num的值是不变的。（与a=b+1相似，b进行运算后的值不变）

用代码加深一下理解啦~

 仔细观察我们就可以发现num在向左移1位之后就是10*2^1

                                        num在向左移2位之后就是10*2^2

事实上，原因是很简单的~

在二进制中，所有位数向左移一位后相当于所有位数的值都乘了一个2

2.2  右移操作符

1.移位规则：首先右移运算分俩种

逻辑右移：左边用0填充，右边丢弃

算数右移：左边用原该值的符号位填充，右边丢弃

注意：在大多数编译器上，我们使用的都是算数右移

而算数右移就相当于做除法啦~ 

警告⚠：对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。

3.位操作符 (&、|、^、~)

 

 

4.使用移位操作符和位操作符写一些有趣的代码~

1.不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换

我们可以很容易的想到用加减法去解决这个问题，但是这种方法有一个弊端：

当数据非常大的时候，2个整型变量相加大于一个整型变量存储空间（数据就会溢出）

所以，这种方法并不能解决所有的问题

下面这种方法就很好的解决了这个问题~

#include 
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
a = a^b;
b = a^b;
a = a^b;
printf("a = %d b = %d\n", a, b);
return 0;
}

那怎么理解这种方法呢~

 2.编写代码实现：求⼀个整数存储在内存中的⼆进制中1的个数

//⽅法1
int main()
{
int num = 10;
int count= 0;//计数
while(num)
{
if(num%2 == 1)
count++;
num = num/2;
}
printf("⼆进制中1的个数 = %d\n", count);
return 0;
}


//⽅法2：
#include 
int main()
{
int num = -1;
int i = 0;
int count = 0;//计数
for(i=0; i<32; i++)
{
if( num & (1 << i) )
count++;
}
printf("⼆进制中1的个数 = %d\n",count);
return 0;
}
//还能更加优化，这⾥必须循环32次的


//⽅法3：
#include 
int main()
{
int num = -1;
int i = 0;
int count = 0;//计数
while(num)
{
count++;
num = num&(num-1);
}
printf("⼆进制中1的个数 = %d\n",count);
return 0;
//这种⽅式是不是很好？达到了优化的效果，但是难以想到。

 注意：方法1对于负数来说逻辑就有问题了，但我们如果用unsigned int 定义num的话也是可以解决这个问题的

方法2可以这样理解~

  

方法3可以这样理解~

 3.⼆进制位置0或者置1
编写代码将13⼆进制序列的第5位修改为1，然后再改回0

 

 前面已经举了不少栗子了~                           

宝子们~

下面的代码可以试着自己理解一下哟~

#include 
int main()
{
int a = 13;
a = a | (1<<4);
printf("a = %d\n", a);
a = a & ~(1<<4);
printf("a = %d\n", a);
return 0;
}

 5.完结散花

好了，这期的分享到这里就结束了~

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