C基础 - 位操作

位操作

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右移运算符,右移一位相当于这个数除以2^{1,右移两位相当于除以2}2

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a  = 2;
	a = a >> 1;
	printf("a is %d\n", a); // a is 1
	a = 7;
	a = a >> 1;
	printf("a is %d\n", a); // a is 3
}

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左移运算符,左移一位相当于这个数乘以2^{1,右移两位相当于乘以2}2

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a  = 2;
	a = a << 1;
	printf("a is %d\n", a); // a is 4
	a = 7;
	a = a << 1;
	printf("a is %d\n", a); // a is 14
}

&

// 与：全1为1，有0就0
int x = 1, y = 2;
x & y

0001
0010
-------- &
0000

int x = 7, y = 4;
x & y

0111
0100
------- &
0100

|

// 或：有1就1，没1就0
int  x=3,y=5;
x|y

0011
0101
------ |
0111

^

// 异或：相同为0，不同为1

1011
0110
------ ^
1101

~

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[])
{
	int a = 10;
	printf("~a is %d\n",~a);//打印输出的是~a原码的值  ~a is -11
	}

	//~运算符,将所有的位进行取反
	//a		0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010  补码
	//~a  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101  补码
	1. 将操作数的每一二进制位取反,0变1,1变0

	//通过~a的补码取求~a的原码
	//~a  1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010  符号位不变,其他位取反
	//~a	1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011  +1   -11
	//有了~a的补码,求出~a的原码
	//负数,原码求补码 :  符号位不变,其他位取反,再+1
	//负数,补码求原码 :  符号位不变,其他位取反,再+1
	return 0;
}

原码 反码 补码

signed int a = 10;//有符号的整型变量a
	  	 a = -2;
unsigned int a = 10;//无符号的整型变量a  unisgned 无符号
				a= -10;
%u
对于有符号的变量，最高位代表的是符号位
最高位是1，是负数
最高位是0，是正数

1. signed int:有符号整数,可以表示正数和负数。
2. unsigned int:无符号整数,只能表示正整数,使用补码表示。
3. a = -2; 为有符号整数a赋负值是合法的。
4. a = -10; 为无符号整数a赋负值会出现问题,因为无符号整数不支持负数。
5. %u格式符用于打印无符号整数,输出结果会将负数以 unsigned 无符号整数形式输出。
具体来说:
signed int a = 10;   // 定义有符号整数a,赋初值10
a = -2;             // 合法,有符号整数支持负数,a现在值-2
unsigned int a = 10;// 定义无符号整数a,赋初值10
a= -10;             //  错误,无符号整数不支持负数赋值

正数： 原码 == 反码 == 补码
负数： 原码 == 反码(符号位不变，其他位取反),  == 补码(反码+1)

1
原码
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
反码
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
补码
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

-1
原码
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001

反码(符号位不变，其他位取反)
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110

补码(反码+1)
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

1+ -1 == 0
1补码
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
-1补码
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

原码表示正数时,最高位是0,其他位表示数值。原码表示负数时,最高位是1,其他位表示数值的绝对值。
例如:
正数5的原码:0000 0101
负数-5的原码:1000 0101

但是,原码存在一个问题,就是正负数可能出现相同的码。例如,
原码1000 0001既可以表示-1,也可以表示+129。
为了解决这个问题,提出了补码的概念。补码规则是:
1. 正数的补码与其原码相同。
2. 负数的补码是对其原码取反,然后加1。
所以,补码满足:
补码 = 原码 (如果是正数)
补码 = ~原码 + 1 (如果是负数)
因此,补码解决了正负数可能出现相同码的问题,它是一种唯一标识整数的方法,这也是补码被计算机底层广泛采用的原因。
总结一下,补码的特点是:
1. 正数的补码和原码相同
2. 负数的补码是对原码取反后加1
3. 补码可以唯一标识整数
4. 计算机采用补码来表示整数

内存中存储的起始是补码的二进制，在参与移位时，移动的都是补码；也就是说只要是整数内存中存储的是二进制的补码；

在给我们显示时打印出的都是原码，按原码来变幻成各种进制的值，我们一般都是十进制。

简单来说就是：打印原码，存储补码。反码一般用不到，在那种专门考察题中会遇到。