C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?


位操作符

  • 原码、反码、补码
  • 位操作符
    • &—按位与
    • |—按位或
    • ^—按位异或
    • ~—按位取反
    • 移位操作符
      • 左移操作符<<
      • 右移操作符>>
  • 实例
  • 最后

位操作符共有6种:
&(按位与)、|(按位或)、^(按位异或)、~(按位取反)以及移位操作符<<(左移)和>>(右移)。

需要注意的是位操作符操作的是2进制数,而整数的2进制表示形式有3种:原码、反码和补码

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原码、反码、补码

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​在这里插入图片描述

int类型数字在计算机内存中以补码方式存储,为4个字节,1个字节为8个bit位,对于正数来说,他的原码、反码、补码都是相同的 。

而对于负数,他的原码反码以及补码是要经过计算的。

C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?_第1张图片

反码是符号位不变,其他位按位取反,得到的就是反码
C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?_第2张图片

补码是反码加上1。

在这里插入图片描述

我们要知道,计算机的运算操作都是对补码来进行操作的,所以掌握一个数的原码反码补码是至关重要的。负数的原码、反码、补码的关系我们可以中一张图来表示。
C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?_第3张图片

说完原码、反码、补码,就可以开始我们的位操作符了。

位操作符

注:他们的操作数必须是整数。

&—按位与

按位与运算符"&"是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时,结果位才为1 ,否则为0。参与运算的数以补码方式出现。

​总结为有0则为0,同时为1才为1。

我们拿数字5和3举例。
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代码运行,结果为1

C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?_第5张图片

|—按位或

按位或运算符“|”是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。

总结为有1为1,同时为0才为0。

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^—按位异或

按位异或运算符“^”是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或,当两对应的二进位相异时,结果为1。参与运算数仍以补码出现。

总结为相同为0,相异为1。
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~—按位取反

取反运算符~为单目运算符,具有右结合性。 其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。

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移位操作符

移位操作符有两种:<<(左移)和>>(右移)。注:移位操作符的操作数只能是整数。

左移操作符<<

语法格式为:需要移位的数字 << 移位的次数。注:移位的次数只能是正数
例如1<<1,则是将数字1左移1位
移位规则:左边抛弃、右边补0。
C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?_第12张图片
C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?_第13张图片
左移操作符也可以理解为在数字没有溢出的前提下,对于正数和负数,左移一位都相当于乘以2的1次方,左移n位就相当于乘以2的n次方。

右移操作符>>

语法格式为:需要移位的数字 << 移位的次数。

移位规则:

  1. 算术移位(常用)
    左边用原该值的符号位填充,右边丢弃
  2. 逻辑移位
    左边用0填充,右边丢弃

正数:
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负数:
C语言中的原码反码补码、位操作符都是什么?_第15张图片

右移操作符也可以理解为右移一位相当于除2,右移n位相当于除以2的n次方。(取整)

实例

那么位操作符到底有什么用呢,我们来看下实例。

求参数二进制中 1 的个数。
比如: 15 0000 1111 4 个 1

int NUM(int i)
{
	scanf("%d", &i);
	unsigned int a = (unsigned)i;//这里要用无符号int类型,可以求负数
	int p = 0;
	while (a!=0)
	{
		p=p+(a & 1);
		a=a >> 1;
	}
	return p;
}
int main()
{
	int i = 0;
	int ret = NUM(i);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

获取一个整数二进制序列中所有的偶数位和奇数位,分别打印出二进制序列

int main()
{
	unsigned int a = 0;
	scanf("%d", &a);
	int i = 0;
	unsigned int j = 0;
	printf("奇数位:");
	for (int i = 31; i >= 1; i -=2)
	{
		j = a >> i & 1;
		printf("%d ", j);
	}
	printf("\n");
	printf("偶数位:");
	for (int i = 30; i >= 0; i -= 2)
	{
		j = a >> i & 1;
		printf("%d ", j);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

最后

**以上就是本人对原码反码补码以及位操作符的一些小见解,不足之处还请各位大佬批评指正,共同进步!**

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