C 语言位运算符

1 Aug 2025 | 9 分钟阅读

在C编程语言中，位运算符是用于在数据位级别上执行操作的运算符。当我们执行位运算时，也称为位级编程。它由两个数字组成，即0或1。它主要用于数值计算，以加快计算速度。

C语言位运算符的类型

在C编程语言中，我们有不同类型的位运算符。以下是位运算符的列表：

运算符符号	运算符名称
&	按位与运算符
\|	按位或运算符
^	按位异或运算符
~	一的补码运算符（一元运算符）
<<	左移运算符
>>	右移运算符

在这里，我们将逐一讨论所有运算符。

C语言中的按位与运算符 (&)

在C编程语言中，按位与运算符用单个“&”符号表示。整数运算数写在“&”运算符的两侧，然后它会比较给定整数的每一位。如果两个运算数的相应位都为1，则输出为1；否则，输出为0。

按位与运算符的真值表

按位与运算符根据C中的以下真值表执行其操作。

X	Y	X&Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

例如

我们取两个变量a和b，并将它们初始化为6和14。给定变量的二进制表示如下：

a (6) = 0110 (Binary) 
b (14) = 1110 (Binary)

现在，

    0110
& 1110
   --------
    0110

当我们对以上两个变量应用按位与操作（即a&b）时，输出为0110。

按位与运算符示例

让我们通过一个例子来说明C中的按位与运算符。

示例

#include <stdio.h>  
int main()    //main function
{  
   int a=6, b=14;  // variable declarations  
   printf("The output of the Bitwise AND operator a&b is %d",a&b);  
   return 0;  
}    

编译并运行

输出

The output of the Bitwise AND operator a&b is 6

说明

在此示例中，我们创建了两个变量，即a和b。a和b的值分别为6和14。a和b的二进制值分别为0110和1110。之后，我们对这两个变量应用AND运算符，其输出a & b为6（0110）。

C语言中的按位或运算符 (|)

在C编程语言中，按位或运算符用单个竖线“|”表示。整数运算数写在“|”符号的两侧，然后它会比较给定整数的每一位。如果任一运算数的位值为1，则输出为1；否则，它将返回0。

按位或运算符的真值表

按位或运算符根据C中的以下真值表执行其操作。

X	Y	X\|Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

例如

我们取两个变量a和b，并将它们初始化为23和10。给定变量的二进制表示如下：

a (23) = 0001 0111
b (10) = 0000 1010  

现在，

     0001 0111
  |  0000 1010 
    --------------
     0001 1111  

当我们对以上两个变量应用按位或运算符（即a|b）时，输出为0001 1111。

C语言中的按位或运算符 (|) 示例

让我们通过一个例子来说明C中的按位或运算符。

示例

#include <stdio.h>  
int main()   //main function
{  
   int a=23, b=10;  // variable declarations  
   printf("The output of the Bitwise OR operator a|b is %d",a|b);  
   return 0;  
}   

编译并运行

输出

The output of the Bitwise OR operator a|b is 31

说明

在此示例中，我们取了两个变量a和b，并将它们初始化为23和10。a和b的二进制值分别为0001 0111和0000 1010。之后，我们对这两个变量应用AND运算符，其输出a & b为31（0001 1111）。

C语言中的按位异或运算符 (^)

在C编程语言中，按位异或运算符用“^”符号表示。运算数写在异或运算符的两侧，然后它会比较给定整数的每一位。如果任一运算数的相应位为1，则输出为1；否则，它将返回0。

按位异或运算符的真值表

按位异或运算符根据C中的以下真值表执行其操作。

X	Y	X^Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

例如

我们取两个变量a和b，并将它们初始化为12和10。给定变量的二进制表示如下：

a (12) = 0000 1100  
b (10) = 0000 1010

现在，

0000 1100
 ^ 0000 1010
  ---------------
    0000 0110

当我们对以上两个变量应用按位异或运算符（a^b）时，结果将是0000 0110。

C语言中的按位异或运算符示例

让我们通过一个例子来说明C中的按位异或运算符。

示例

#include <stdio.h>  
int main()   //main function
{  
   int a=12, b=10;  // variable declarations  
   printf("The output of the Bitwise exclusive OR operator a^b is %d",a^b);  
   return 0;  
}   

编译并运行

输出

The output of the Bitwise exclusive OR operator a^b is 6

说明

在此示例中，我们取了两个变量a和b，并将它们初始化为12和10。之后，我们使用给定运算数之间的二进制异或运算符，然后使用printf()函数打印输出。

C语言中的按位取反运算符 (~)

按位取反运算符也称为一的补码运算符。它用波浪号“~”符号表示。它只接受一个运算数或变量，并对运算数执行取反操作。当我们对任何位应用取反操作时，0变成1，1变成0。

按位取反运算符的真值表

按位取反运算符根据C中的以下真值表执行其操作。

x	~x
0	1
1	0

例如

我们取一个变量a，然后将其初始化为8。给定变量a的二进制表示为0000 1000。如果我们使用按位取反运算符进行操作，则如下所示：

~ 0000 1000
   ---------------
     1111 0111

当我们对运算数应用按位取反运算符时，输出将是1111 0111。

C语言中的按位取反运算符示例

让我们通过一个例子来说明C中的按位取反运算符。

示例

#include <stdio.h>  
int main()    //main function
{  
   int a=8;  // variable declarations  
   printf("The output of the Bitwise complement operator ~a is %d",~a);  
   return 0;  
}   

编译并运行

输出

The output of the Bitwise complement operator ~a is -9

说明

在此示例中，我们演示了按位取反（~）运算符。在这里，我们取了一个值为8的变量。之后，我们使用~（波浪号）运算符，该运算符反转数字的所有位，将8（二进制0000 1000）转换为1111 0111，表示2的补码中的-9。最后，它使用printf()函数打印该值。

C语言中的按位移位运算符 (>> <<)

在C编程语言中，按位移位运算符用于将位向左或向右移动。因此，我们可以说按位移位运算符分为两类：

左移运算符
右移运算符

现在，我们将逐一讨论这些移位运算符。

左移运算符 (<<)

左移运算符是将位数向左移动的运算符。

语法

它具有以下语法：

在这个语法中，

运算数是我们对其应用左移操作的整数表达式。
n是要移位的位数。

在左移运算符的情况下，将向左移动'n'位。左侧的'n'位将被弹出，右侧的'n'位将用0填充。

例如

假设我们有一个语句：

上面变量的二进制表示如下：

如果我们想将上述表示左移2位，则语句将是：

a << 2;  
0101<<2 = 00010100  

左移运算符示例

让我们通过一个例子来说明C中的左移运算符。

示例

#include <stdio.h>  
int main()    //main function
{  
    int a=5; // variable initialization  
    printf("The value of a<<2 is : %d ", a<<2);  
    return 0;  
}   

编译并运行

输出

The value of a<<2 is : 20

说明

在此示例中，我们演示了C中的左移运算符。首先，我们取了一个变量（a）并将其初始化为5。之后，我们使用左移运算符将整数a的位向左移动两位。5的二进制数（0101）变为（10100），在十进制中表示20。因此，a<<2打印结果20。

右移运算符 (>>)

在C编程语言中，右移运算符（>>）是将位向右移动的运算符。每次移位将数字除以2。

语法

它具有以下语法：

在这个语法中，

运算数是我们对其应用右移操作的整数表达式。
n是要移位的位数。

在右移运算符的情况下，将向右移动'n'位。右侧的'n'位将被弹出，左侧的'n'位将用0填充。

例如

假设我们有一个语句：

上述变量的二进制表示将是：

如果我们想将上述表示右移2位，则语句将是：

a>>2;  
0000 0111 >> 2 = 0000 0001      

右移运算符示例

让我们通过一个例子来说明C中的右移运算符。

示例

#include <stdio.h>  
int main()   //main function
{  
    int a=7; // variable initialization  
    printf("The value of a>>2 is : %d ", a>>2);  
    return 0;  
}    

编译并运行

输出

The value of a>>2 is : 1

说明

在此示例中，我们将演示C中的右移运算符。首先，我们取了一个变量并将其初始化为7。之后，我们使用右移（>>）运算符将整数a的位向右移动两位。7的二进制数（0111）变为1（0001）。因此，a>>2打印结果1。

位运算符常见问题解答

1) C语言中的位运算符是什么？

在C编程语言中，位运算符用于直接在二进制表示上执行操作。它们在位级别上工作。这些运算符可用于底层编程、图形、设备控制等。

2) 我们可以在C中使用浮点数或双精度类型进行位运算吗？

不，位运算符只能用于整数类型，如int、short、char和long。这些运算符不用于浮点数或双精度类型。

3) C语言中的按位与（&）运算符如何工作？

在C中，按位与运算符（&）比较两个数字的每一位。如果两个运算数的相应位都为1，则输出为1；否则，输出为0。

4) C语言中的逻辑运算符和位运算符的主要区别是什么？

在C中，逻辑运算符和位运算符的主要区别在于，逻辑运算符使用布尔值来评估完整的表达式。另一方面，位运算符作用于整数值的单个位。

5) C语言中右移（>>）运算符的用途是什么？

在C中，右移运算符（>>）是将位数向右移动的运算符。每次移位将数字除以2。

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