一、位运算符和位运算
1.基本概念
位运算是指按二进制位进行的运算，这是因为在系统软件中，常要处理二进制位的问题。
例如，将一个存储单元中的各二进制位左移或右移一位，两个数按位相加等。
C语言提供位运算的功能，与其他高级语言（如PASCAL）相比，具有很大的优越性。
2.位运算符
常见位运算符及含义如下：
位运算符中除~以外，均为二目（元）运算符，即要求两侧各有一个运算量；
运算量只能是整型或字符型的数据，不能为实型数据。
按位与运算符&
含义：
参加运算的两个数据，按二进制位进行与运算。
如果两个相应的二进制位都为1，则该位的结果值为1，否则为0。
例如：
0 & 0 = 0, 0 & 1 = 0, 1 & 0 = 0, 1 & 1 = 1
3 & 5并不等于8，而是二进制按位与运算，如下：
如果参加&运算的是负数（如-3&-5），则要以补码形式表示为二进制数，然后再按位进行与运算。
按位与运算的用途：
（1）清零
若想对一个存储单元清零，即使其全部二进制位为0，只要找一个二进制数，其中各个位符合以下条件：
原来的数中为1的位，新数中相应位为0。
然后使二者进行＆运算，即可达到清零目的。
例如，要将二进制数11100101的第2位清零，则可以另找一个数11100001，两者进行与运算即可。
（2）取一个数中某些指定位
例如：我们需要对一个字型数据取出其低8位的值时，我们可以如下：
按位或操作符|
两个相应的二进制位中只要有一个为1，该位的结果值为1。
即：
0 | 0 = 0, 0 | 1 = 1, 1 | 0 = 1, 1 | 1 = 1
例如：
练习：
编写一个小程序，将输入的大写字母转换为小写字母，输入的小写字母转换为大写字母，要求用位操作完成转换过程。
实现思路：
对于一个大写字母和对应的小写字母的二进制形式，只是第5位不同，小写字母为1，大写字母为0。
代码如下：
#include <stdio.h> int main(){ char ch, temp; printf("Please input a character:\n"); ch = getchar(); temp = getchar(); while(!(ch >= 'A' && ch <= 'z') || (ch > 'Z' && ch <'a')){ printf("Input Error, please input again:\n"); ch = getchar(); } if(ch & 32){ ch &= 223; } else{ ch |= 32; } putchar(ch); ch = getchar(); putchar(ch); return 0; }
打印：
Please input a character: 3 Input Error, please input again: a A
异或运算符^
异或运算符^也称XOR运算符。
它的规则是：
若参加运算的两个二进制位同号则结果为0（假），异号则结果为1（真）。
即：
0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0
例如：
异或运算符应用：
（1）使特定位翻转
设有01111010，想使其低4４位翻转，即1变为0，0变为1，可以将它与00001111进行^运算，即：
（2）与0相^，保留原值
例如：
因为原数中的1与0进行^运算得1，0^0得0，故保留原数。
（3）交换两个值，不用临时变量
例如a = 3, b = 4，现在想将a、b变量的值交换位置，传统的做法是多定义一个temp变量，现在使用位运算也可以达到同样的目的：
a = a ^ b; b = b ^ a; a = a ^ b;
这是因为异或运算符可以进行逆运算，这种方法也常应用于加密算法。
取反运算符~
~是一个单目（元）运算符，用来对一个二进制数按位取反，即将0变1，将1变0。
例如，~025是对八进制数25（即二进制数00010101）按位求反。
例如：
左移运算符<<
左移运算符是用来将一个数的各二进制位全部左移若干位。
例如，a = a << 2表示将a的二进制数左移2位，右边补0。
若a = 15，即二进制数00001111，左移2位得00111100(十进制数60)；
若高位左移后溢出，舍弃。
左移1位相当于该数乘以2，左移2位相当于该数乘以4，15 << 2 = 60，即乘了4。
但此结论只适用于该数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况。
假设以一个字节（8位）存一个整数，若a为无符号整型变量，则a=64时，左移一位时溢出的是0，而左移2位时，溢出的高位中包含1。
