C的|、||、&、&&、異或、~、！運算子_C 語言

位元運算

    位元運算的運算分量只能是整型或字元型資料，位元運算把運算對象看作是由二進位組成的位串資訊，按位完成指定的運算，得到位串資訊的結果。

位元運算符有：

    &(按位與)、|(按位或)、^(按位異或)、~ (按位取反)。
    其中，按位取反運算子是單目運算子，其餘均為雙目運算子。
    位元運算符的優先順序從高到低，依次為~、&、^、|，
    其中~的結合方向自右至左，且優先順序高於算術運算子，其餘運算子的結合方向都是自左至右，且優先順序低於關係運算子。

   (1)按位與運算子(&)

    按位與運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算：
     0 & 0 = 0, 0 & 1 = 0, 1 & 0 = 0, 1 & 1 = 1。
即同為 1 的位，結果為 1，否則結果為 0。
    例如，設3的內部表示為
     00000011
    5的內部表示為
     00000101
    則3&5的結果為
     00000001
    按位與運算有兩種典型用法，一是取一個位串資訊的某幾位，如以下代碼截取x的最低7位：x & 0177。二是讓某變數保留某幾位，其餘位置0，如以下代碼讓x只保留最低6位：x = x & 077。以上用法都先要設計好一個常數，該常數只有需要的位是1，不需要的位是0。用它與指定的位串資訊按位與。

   (2)按位或運算子(|)

    按位或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算：
     0 | 0 = 0, 0 | 1 = 1, 1 | 0 = 1, 1 | 1 = 1
即只要有1個是1的位，結果為1，否則為0。
    例如，023 | 035 結果為037。
    按位或運算的典型用法是將一個位串資訊的某幾位置成1。如將要獲得最右4為1，其他位與變數j的其他位相同，可用邏輯或運算017|j。若要把這結果賦給變數j，可寫成：
     j = 017|j

   (3)按位異或運算子(^)

    按位異或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規則進行計算：
     0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0
即相應位的值相同的，結果為 0，不相同的結果為 1。
    例如，013^035結果為026。
    異或運算的意思是求兩個運算分量相應位值是否相異，相異的為1，相同的為0。按位異或運算的典型用法是求一個位串資訊的某幾位資訊的反。如欲求整型變數j的最右4位資訊的反，用邏輯異或運算017^j，就能求得j最右4位的資訊的反,即原來為1的位，結果是0,原來為0的位，結果是1。

   (4)按位取反運算子(~)

    按位取反運算是單目運算，用來求一個位串資訊按位的反，即哪些為0的位，結果是1，而哪些為1的位，結果是0。例如, ~7的結果為0xfff8。

    取反運算常用來產生與系統實現無關的常數。如要將變數x最低6位置成0，其餘位不變，可用代碼x = x & ~077實現。以上代碼與整數x用2個位元組還是用4個位元組實現無關。

    當兩個長度不同的資料進行位元運算時(例如long型資料與int型資料)，將兩個運算分量的右端對齊進行位元運算。如果短的數為正數，高位用0補滿；如果短的數為負數，高位用1補滿。如果短的為不帶正負號的整數，則高位總是用0補滿。

    位元運算用來對位串資訊進行運算，得到位串資訊結果。如以下代碼能取下整型變數k的位串資訊的最右邊為1的資訊位：((k-1)^k) & k。

移位元運算

    移位元運算用來將整型或字元型資料作為二進位資訊串作整體移動。有兩個運算子：
     << (左移) 和 >> (右移)
移位元運算是雙目運算，有兩個運算分量,左分量為移位元據對象，右分量的值為移位位元。移位元運算將左運算分量視作由二進位組成的位串資訊,對其作向左或向右移位，得到新的位串資訊。
    移位元運算符的優先順序低於算術運算子，高於關係運算子，它們的結合方向是自左至右。
   (1)左移運算子(<<)
    左移運算將一個位串資訊向左移指定的位，右端空出的位用0補充。例如014<<2,結果為060,即48。
    左移時，空出的右端用0補充，左端移出的位的資訊就被丟棄。在位元運算中，在資訊沒有因移動而丟失的情況下，每左移1位相當於乘2。如4 << 2，結果為16。
   (2)右移運算子(>>)
    右移運算將一個位串資訊向右移指定的位，右端移出的位的資訊被丟棄。例如12>>2,結果為3。與左移相反，對於小整數，每右移1位，相當於除以2。在右移時，需要注意符號位問題。對無符號資料，右移時，左端空出的位用0補充。對於帶符號的資料，如果移位前符號位為0(正數)，則左端也是用0補充；如果移位前符號位為1(負數)，則左端用0或用1補充，取決於電腦系統。對於負數右移，稱用0 補充的系統為“邏輯右移”，用1補充的系統為“算術右移”。以下代碼能說明讀者上機的系統所採用的右移方法：
     printf("%d\n\n\n", -2>>4);
若輸出結果為-1，是採用算術右移；輸出結果為一個大整數，則為邏輯右移。
    移位元運算與位元運算結合能實現許多與位串運算有關的複雜計算。設變數的位自右至左順序編號，自0位至15位，有關指定位的運算式是不超過15的正整數。以下各代碼分別有它們右邊注釋所示的意義：
     ~（~0 << n）
     (x >> (1 p-n)) & ~(~0 << n)
     new |= ((old >> row) & 1) << (15 – k)
     s &= ~(1 << j)
     for(j = 0; ((1 << j) & s) == 0; j ) ;
===================================================================================================
位元運算是指按二進位進行的運算。在系統軟體中，常常需要處理二進位位的問題。C語言提供了6個位操作運算子。這些運算子只能用於整型運算元，即只能用於帶符號或無符號的char,short,int與long類型。

C語言提供的位元運算符列表：

運算子 含義 描述
& 按位與 如果兩個相應的二進位位都為1，則該位的結果值為1，否則為0
| 按位或 兩個相應的二進位位中只要有一個為1，該位的結果值為1
^ 按位異或 若參加運算的兩個二進位位值相同則為0，否則為1
~ 取反 ~是一元運算子，用來對一個位元按位取反，即將0變1，將1變0
<< 左移用來將一個數的各二進位位全部左移N位，右補0
>> 右移將一個數的各二進位位右移N位，移到右端的低位被捨棄，對於無符號數，高位補0

1、“按位與”運算子（&）

    按位與是指：參加運算的兩個資料，按二進位位進行“與”運算。如果兩個相應的二進位位都為１，則該位的結果值為1；否則為0。這裡的1可以理解為邏輯中的true,0可以理解為邏輯中的false。按位與其實與邏輯上“與”的運算規則一致。邏輯上的“與”，要求運算數全真，結果才為真。若，A=true,B=true,則A∩B=true 例如：3&5 3的二進位編碼是11(2)。（為了區分十進位和其他進位，本文規定，凡是非十進位的資料均在資料後面加上括弧，括弧中註明其進位，二進位則標記為2）記憶體儲存資料的基本單位是位元組（Byte），一個位元組由8個位（bit)所組成。位是用以描述電腦資料量的最小單位。二進位系統中，每個0或1就是一個位。將11（2）補足成一個位元組，則是00000011（2）。5的二進位編碼是101（2），將其補足成一個位元組，則是00000101（2）
按位與運算：
00000011(2)
&00000101(2)
00000001(2)
由此可知3&5=1
c語言代碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=3;
int b = 5;
printf("%d",a&b);
}
按位與的用途：
（1）清零
若想對一個儲存單元清零，即使其全部二進位位為0，只要找一個位元，其中各個位符合一下條件：

原來的數中為1的位，新數中相應位為0。然後使二者進行&運算，即可達到清零目的。
例：原數為43，即00101011（2），另找一個數，設它為148，即10010100（2），將兩者按位與運算：
00101011（2）
&10010100（2）
00000000（2）
c語言原始碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=43;
int b = 148;
printf("%d",a&b);
}
（2）取一個數中某些指定位
若有一個整數a(2byte),想要取其中的低位元組，只需要將a與8個1按位與即可。
a 00101100 10101100
b 00000000 11111111
c 00000000 10101100
（3）保留指定位：
與一個數進行“按位與”運算，此數在該位取1.
例如：有一數84，即01010100（2），想把其中從左邊算起的第3，4，5，7，8位保留下來，運算如下：
01010100(2)
&00111011(2)
00010000(2)
即：a=84,b=59
    c=a&b=16

c語言原始碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=84;
int b = 59;
printf("%d",a&b);
}

2、“按位或”運算子（|）

兩個相應的二進位位中只要有一個為1，該位的結果值為1。借用邏輯學中或運算的話來說就是，一真為真

。
例如：60（8）|17（8）,將八進位60與八進位17進行按位或運算。
00110000
|00001111
00111111
c語言原始碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=060;
int b = 017;
printf("%d",a|b);
}
應用：按位或運算常用來對一個資料的某些位定值為1。例如：如果想使一個數a的低4位改為1，則只需要將a與17（8）進行按位或運算即可。

３、交換兩個值，不用臨時變數

例如：ａ＝３，即11（2）；ｂ＝４，即100（2）。
想將ａ和ｂ的值互換，可以用以下指派陳述式實現：
    ａ＝a∧b;
    ｂ＝b∧a;
    ａ＝a∧b;
ａ＝011(2)
    （∧）ｂ＝100(2)
ａ＝111(2)（a∧b的結果，a已變成７）
    （∧）ｂ＝100(2)
ｂ＝011(2)（b∧a的結果，b已變成３）
    （∧）ａ＝111(2)

ａ＝100（2）（a∧b的結果，a已變成４）
等效於以下兩步：
    ① 執行前兩個指派陳述式：“ａ＝ａ∧ｂ；”和“ｂ＝ｂ∧ａ；”相當於b=b∧(a∧b)。
    ② 再執行第三個指派陳述式： ａ＝ａ∧ｂ。由於a的值等於（ａ∧ｂ），b的值等於（ｂ∧ａ∧ｂ），

因此，相當於a=ａ∧ｂ∧ｂ∧ａ∧ｂ，即a的值等於ａ∧ａ∧ｂ∧ｂ∧ｂ，等於ｂ。
很神奇吧！
c語言原始碼：

複製代碼 代碼如下:

#include <stdio.h>
main()
{
int a=3;
int b = 4;
a=a^b;
b=b^a;
a=a^b;
printf("a=%d b=%d",a,b);
}

4、“取反”運算子（~）

他是一元運算子，用於求整數的二進位反碼，即分別將運算元各二進位位上的1變為0，0變為1。
例如：~77(8)
原始碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=077;
printf("%d",~a);
}

5、左移運算子（<<）

左移運算子是用來將一個數的各二進位位左移若干位，移動的位元由右運算元指定（右運算元必須是非負

值），其右邊空出的位用0填補，高位左移溢出則捨棄該高位。
例如：將a的位元左移2位，右邊空出的位補0，左邊溢出的位捨棄。若a=15,即00001111（2），左移2

位得00111100（2）。
原始碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=15;
printf("%d",a<<2);
}
左移1位相當於該數乘以2，左移2位相當於該數乘以2*2＝4,15＜＜2=60，即乘了４。但此結論只適用於該

數左移時被溢出捨棄的高位中不包含1的情況。
    假設以一個位元組（８位）存一個整數，若ａ為無符號整型變數，則ａ＝64時，左移一位時溢出的是0

，而左移2位時，溢出的高位中包含1。

6、右移運算子（>>）
右移運算子是用來將一個數的各二進位位右移若干位，移動的位元由右運算元指定（右運算元必須是非負

值），移到右端的低位被捨棄，對於無符號數，高位補0。對於有符號數，某些機器將對左邊空出的部分

用符號位填補（即“算術移位”），而另一些機器則對左邊空出的部分用0填補（即“邏輯移位”）。注

意：對無符號數,右移時左邊高位移入0；對於有符號的值,如果原來符號位為0(該數為正),則左邊也是移

入0。如果符號位原來為1(即負數),則左邊移入0還是1,要取決於所用的電腦系統。有的系統移入0,有的

系統移入1。移入0的稱為“邏輯移位”,即簡單移位；移入1的稱為“算術移位”。
例： a的值是八位元113755：
   a:1001011111101101 （用二進位形式表示）
   a>>1: 0100101111110110 (邏輯右移時)
   a>>1: 1100101111110110 (算術右移時)
   在有些系統中,a>>1得八位元045766,而在另一些系統上可能得到的是145766。Turbo C和其他一些C

編譯採用的是算術右移,即對有符號數右移時,如果符號位原來為1，左面移入高位的是1。
原始碼：
#include <stdio.h>
main()
{
int a=0113755;
printf("%d",a>>1);
}

7、位元運算賦值運算子

位元運算符與賦值運算子可以組成複合賦值運算子。
   例如: &=, |=, >>=, <<=, ∧=
   例： a & = b相當於 a = a & b
         a << =2相當於a = a << 2

c異或運算子：

與運算：&
兩者都為1為1，否則為0

1&1=1, 1&0=0, 0&1=0, 0&0=0


或運算：|
兩者都為0為0，否則為1
1|1 = 1, 1|0 = 1, 0|1 = 1, 0|0 = 0


非運算：~
1取0，0取1
~1 = 0, ~0 = 1
~(10001) = 01110


異或運算
兩者相等為0,不等為1
1^1=0, 1^0=1, 0^1=1, 0^0=0