C / C++中的按位运算符

在C中，以下6个运算符是按位运算运算符(在位级别工作)

1. C或C++中的＆(按位与)将两个数字作为操作数，并对两个数字的每一位进行“与”运算。仅当两个位均为1时，AND的结果才为1。
2. 的|在C或C++中(按位或)将两个数字作为操作数，并对两个数字的每一位进行“或”运算。如果两个位中的任何一个为1，则OR的结果为1。
3. C或C++中的^(按位XOR)将两个数字用作操作数，并对两个数字的每一位进行XOR。如果两个位不同，则XOR的结果为1。
4. 在C或C++中， <<(左移)采用两个数字，左移第一个操作数的位，第二个操作数确定要移位的位数。
5. C或C++中的>>(右移)采用两个数字，右移第一个操作数的位，第二个操作数确定要移位的位数。
6. C或C++中的〜(按位NOT)取一个数字并将其所有位求反

例子：

// C Program to demonstrate use of bitwise operators
#include 
int main()
{
    // a = 5(00000101), b = 9(00001001)
    unsigned char a = 5, b = 9;
  
    // The result is 00000001
    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("a&b = %d\n", a & b);
  
    // The result is 00001101
    printf("a|b = %d\n", a | b);
  
    // The result is 00001100
    printf("a^b = %d\n", a ^ b);
  
    // The result is 11111010
    printf("~a = %d\n", a = ~a);
  
    // The result is 00010010
    printf("b<<1 = %d\n", b << 1);
  
    // The result is 00000100
    printf("b>>1 = %d\n", b >> 1);
  
    return 0;
}

输出：

a = 5, b = 9
a&b = 1
a|b = 13
a^b = 12
~a = 250
b<<1 = 18
b>>1 = 4

关于按位运算运算符的有趣事实

1. 左移位运算符和右移位运算符不应用于负数。如果任何一个操作数为负数，则将导致未定义的行为。例如，-1 << 1和1 << -1的结果均未定义。另外，如果数字移位的幅度大于整数的大小，则该行为是不确定的。例如，如果使用32位存储整数，则1 << 33是未定义的。有关更多详细信息，请参见此内容。
2. 从技术面试的角度来看，按位XOR运算符是最有用的运算符。它用于许多问题。一个简单的例子是“给出一组数字，其中所有元素除一个数字外均出现偶数次，找到奇数出现的数字”。只需对所有数字进行异或运算，就可以有效地解决此问题。

   #include 
     
   // Function to return the only odd
   // occurring element
   int findOdd(int arr[], int n)
   {
       int res = 0, i;
       for (i = 0; i < n; i++)
           res ^= arr[i];
       return res;
   }
     
   // Driver Method
   int main(void)
   {
       int arr[] = { 12, 12, 14, 90, 14, 14, 14 };
       int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
       printf("The odd occurring element is %d ",
              findOdd(arr, n));
       return 0;
   }
   

   输出：

   The odd occurring element is 90
   

   以下是使用XOR运算符的许多其他有趣的问题。

   1. 查找丢失的号码
   2. 在不使用临时变量的情况下交换两个数字
   3. 内存有效的双链表
   4. 找到两个不重复的元素。
   5. 在未排序的数组中找到出现奇数的两个数字。
   6. 不使用算术运算运算符将两个数字相加。
   7. 将位交换为给定的数字/。
   8. 计算要翻转以将a转换为b的位数。
   9. 找到一次出现的元素。
   10. 检测两个整数是否具有相反的符号。

   。

3. 不应使用按位运算运算符代替逻辑运算符。逻辑运算符(&&，||和！)的结果为0或1，但按位运算运算符返回整数值。另外，逻辑运算符会将任何非零操作数都视为1。例如，考虑以下程序，对于相同的操作数，＆和&&的结果是不同的。

   #include 
     
   int main()
   {
       int x = 2, y = 5;
       (x & y) ? printf("True ") : printf("False ");
       (x && y) ? printf("True ") : printf("False ");
       return 0;
   }
   

   输出：

   False True
   

4. 左移和右移运算符分别等效于2的乘法和除法。如第1点所述，它仅在数字为正数时起作用。

   #include 
     
   int main()
   {
       int x = 19;
       printf("x << 1 = %d\n", x << 1);
       printf("x >> 1 = %d\n", x >> 1);
       return 0;
   }
   

   输出：

   x << 1 = 38
   x >> 1 = 9
   

5. ＆运算符可用于快速检查数字是否为奇数或偶数。仅当x为奇数时，表达式(x＆1)的值才为非零，否则值为零。

   #include 
     
   int main()
   {
       int x = 19;
       (x & 1) ? printf("Odd") : printf("Even");
       return 0;
   }
   

   输出：

   Odd
   

6. 〜运算符应小心使用。如果结果的〜运算符存储在一个无符号变量中，那么它的结果可能是一个很大的数。如果结果存储在有符号变量中，则结果可能是负数(假设负数以2的补码形式存储，其中最左边的位是符号位)

   // Note that the output of the following
   // program is compiler dependent
   #include 
     
   int main()
   {
       unsigned int x = 1;
       printf("Signed Result %d \n", ~x);
       printf("Unsigned Result %ud \n", ~x);
       return 0;
   }
   

   输出：

   Signed Result -2 
   Unsigned Result 4294967294d
   

   重要链接：

   1. 位操作(重要策略)
   2. 竞争编程的按位技巧
   3. 竞争编程的位技巧
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