C语言位运算符详解：&、|、^、~、！及其应用

本文主要介绍了C语言中的位运算符，包括按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、按位取反(~)以及逻辑运算符&&和||，这些运算符在处理二进制数据时非常有用。 在C语言中，位运算符作用于整型或字符型数据，它们直接操作变量的二进制表示。位运算符的优先级从高到低依次是：~、&、^、|，其中~是单目运算符，其他是双目运算符。按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)运算符的结合方向是自左至右，而~的结合方向是自右至左，它们的优先级高于算术运算符，但低于关系运算符。 1. 按位与运算符(&) 按位与运算符(&)遵循“同1为1，其他为0”的规则。它常用于保留或提取位串中的特定位。例如，如果想保留变量x的最低7位，可以使用表达式x & 0177，其中0177是一个掩码，其非零位对应于要保留的位。同样，若要将变量x的其他位清零，只保留最低6位，可以使用x = x & 077。 2. 按位或运算符(|) 按位或运算符(|)遵循“有1为1，全0为0”的规则。它常用于设置位串中的特定位为1。例如，要将变量j的最右边4位设置为1，其他位不变，可以使用j = 017 | j，其中017是一个掩码，其非零位对应于要设置的位。 3. 按位异或运算符(^) 按位异或运算符(^)遵循“异或为1，同为0”的规则。它用于计算位串中对应位的不同之处。例如，异或013和035会得到026，因为它们对应位不同的位置产生了1。异或运算常用于翻转位串中的某些位，例如，要得到变量j最右边4位的反，可以使用j ^ 017。 除了位运算符，还有逻辑运算符&&（逻辑与）和||（逻辑或）。逻辑运算符在处理布尔表达式时，通常用于控制程序流程。它们不直接操作二进制位，而是对布尔值进行操作。 - 逻辑与运算符(&&)：当两边的表达式都为真时，结果才为真。它支持短路特性，如果第一个表达式为假，则不会评估第二个表达式。 - 逻辑或运算符(||)：只要有一个表达式为真，结果就为真。同样具有短路特性，如果第一个表达式为真，就不会评估第二个表达式。 位运算符在编程中广泛应用，特别是在低级别的内存操作、数据编码解码、优化算法等方面。熟练掌握这些运算符，能够帮助程序员更有效地操控数据，并在某些情况下提高代码的执行效率。