Summary

1）C語言中的位運算子：

2）左移、右移的注意點：

• 左運算元必須是整數型別

  • char和short被隱式轉換為int後進行操作
• 右運算元的範圍必須為：[0,31]，否則結果未定義（不同編譯器處理結果不同）
• 左移運算子<<將運算數的二進位制位左移，效果相當於乘以2的n次方，效率更高
• 右移運算子>>將運算數的二進位制位右移，效果相當於除以2的n次方，效率更高
• 避免位運算子、邏輯運算子、數學運算子等混合運算，如果必須這樣，使用括號表示好計算順序。（單算移比、按邏三賦）

3）位運算注意點：

• 位運算沒有短路規則，每個運算元都會參與運算
• 位運算的結果是整數，而不是0或1
• 位運算的優先順序高於邏輯運算（單算移比 按邏三賦）

4）交換兩個整形變數的值:

• Demo1：部分和方式：不使用中間變數，但存在溢位的問題

  #define SWAP(a, b) \
  {                  \
    a = a + b;       \
    b = a - b;       \
    a = a - b;       \
  }

• Demo2：位運算方式：使用異或（兩個相同的值異或結果為0，任何數和0異或仍為本身）

  #define SWAP(a, b)    \
  {                     \
    a = a ^ b;          \
    b = a ^ b;          \
    a = a ^ b;          \
  }

位運算子剖析

C語言最初設計用來開發UNIX作業系統，作業系統執行於硬體平臺之上，必然會涉及位運算，需要對硬體的bit位（0和1）進行操作。C語言中位運算直接對映到了硬體系統中的位運算。
位運算子直接對bit位進行操作，其效率最高。

1、C語言中的位運算子

2、左移和右移的注意點

• 左運算元必須是整數型別

  • char和short被隱式轉換為int後進行操作
• 右運算元的範圍必須為：[0,31]，否則結果未定義（不同編譯器處理結果不同）
• 左移運算子<<將運算數的二進位制位左移，效果相當於乘以2的n次方，效率更高

• 右移運算子>>將運算數的二進位制位右移，效果相當於除以2的n次方，效率更高

  • Demo1

    d << 2;               // error, 左運算元必須是整型
    int x = 10 >> 1;      // ok，"右移等效除以2的n次方"，輸出5
    int y = -1 << 1;      // ok，"左移等效乘以2的n次方"，輸出-2
  
    int z = 3 << -1;      // -1不在[0,31]範圍中，結果未定義，不同編譯器不同處理
            // 編譯器亦提示了錯誤：Possible overflow in shift operation
    
    // gcc 1，            左移-1相當於右移1，那就除以2，得到了1
    // bcc -2147483648，  int的最小值
    // vc 0，             本來就未定義，給你0把

• 避免位運算子、邏輯運算子、數學運算子等混合運算，如果必須這樣，使用括號表示好計算順序。（單算移比、按邏三賦）

  • Demo2

  0x1 << 2 + 3 輸出多少？
  等價於 0x1 << (2 + 3)，輸出為32
  
  // 如果這行程式碼作者本意是先左移，再加法，實際執行結果就不是期望的
  // 所以在寫程式碼時要儘量用括號()來表示清楚計算次序

3、位運算注意點

• 位運算沒有短路規則，每個運算元都會參與運算
• 位運算的結果是整數，而不是0或1

• 位運算的優先順序高於邏輯運算（單算移比 按邏三賦）

  int i = 0;
  int j = 0;
  int k = 0;
  
  if(++i | ++j & ++k)        // 所有的運算數都會執行到，因此i j k判斷後都為1
    printf("cc");

4、 位運算應用簡單示例

交換兩個整形變數的值

• Demo1：部分和方式：不使用中間變數，但存在溢位的問題

  #define SWAP(a, b) \
  {                  \
    a = a + b;       \
    b = a - b;       \
    a = a - b;       \
  }

• Demo2：位運算方式：使用異或（兩個相同的值異或結果為0，任何數和0異或仍為本身）

  #define SWAP(a, b)    \
  {                     \
    a = a ^ b;          \
    b = a ^ b;          \
    a = a ^ b;          \
  }

本文總結自“狄泰軟體學院”唐佐林老師《C語言進階課程》。
如有錯漏之處，懇請指正。