位运算符分析
- C 语言中的位运算符
位运算符直接对 bit 位进行操作，其效率最高！
左移和右移注意点
左操作数必须为整数类型
- char 和 short 被隐式转换为 int 后进行移位操作
- 右操作数的范围为：[0, 31] （标准C语言规范，否则将得到不确定的结果，具体由编译器厂商决定）
左移运算符 << 将运算数的二进制左移
- 规则： 高位丢弃，低位补 0
右移运算符 >> 将运算数的二进制右移
- 规则： 高位补符号位，低位丢弃
0x1 >> 2 + 3 的值会是什么？ 原作者的本意究竟想表达什么？？
实例分析： 位运算符初探
#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);
return 0;
}输出：
12
1
-1
32
分析：
3 << 2 ==> 11 << 2 ==> 1100 ==> 12
3 >> 1 ==> 11 >> 1 ==> 01 ==> 1
-1 >> 1 ==> 1111 1111 >> 1==> 1111 1111 >> -1
0x01 << 2 + 3 ==> 0x01 << (2 + 3) << 0x01 << 5 ==> 32
小贴士
防错准则：
- 避免位运算符，逻辑运算符和数学运算符同时出现在一个表达式中
- 当位运算符，逻辑运算符和数学运算符需要同时参与运算时，尽量使用括号 () 来表达计算次序
小技巧：
- 左移 n 位相当于乘以 2 的 n 次方，但效率比数学运算符高
- 右移 n 位相当于处以 2 的 n 次方，但效率比数学运算符高
编程实验： 交换两个整形变量的值
#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);
SWAP3(a, b);
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n", b);
return 0;
}输出：
a = 1
b = 2
a = 2
b = 1
分析：
SWAP1 基础用法
SWAP2 基础用法，弊端，a + b 可能发生数据溢出，不安全
SWAP3 a = a ^ b; b = a ^ b; ==> b = a ^ b ^ b ==> a ^ (b ^ b) ==> a ^ 0 ==> a
a = a ^ b; ==> a ^ b ^ b ==> a ^ b' ^ a == > b'
位运算与逻辑运算
位运算与逻辑运算不同：
- 位运算没有短路规则，每个操作数都参与运算
- 位运算的结果为整数，而不是 0 或 1
- 位运算优先级高于逻辑运算优先级
实例分析：混淆的判断条件
#include <stdio.h>
void func_1()
{
int i = 0;
int j = 0;
int k = 0;
if( ++i | ++j & ++k)
{
printf("func_1() : Runc here...\n");
}
}
void func_2()
{
int i = 0;
int j = 0;
int k = 0;
if( ++i || ++j && ++k)
{
printf("func_2() : Runc here...\n");
}
}
int main()
{
func_1();
func_2();
}输出：
func_1() : Runc here...
func_2() : Runc here...
分析：
func_1(); func_2(); 运行表现一致，但本质发生了不同操作，留下隐患。
func_1() 运行后， i = 1, j = 0, k = 0
func_2() 运行后， i = 1, j = 1, k = 1
小结
- 位运算符只能用于整数类型
- 左移和右移运算符的右操作数范围必须为[0, 31]
- 位运算符没有短路规则，所有操作数均会求值
- 位运算的效率高于四则运算和逻辑运算
- 运算优先级： 四则运算 > 位运算 > 逻辑运算
以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！
