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一、操作符的分类
二、二进制和进制转换
2.1.二进制与十进制的互相转化
2.1.1 二进制转十进制
2.1.2 十进制转二进制
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2.2.二进制转8进制和16进制
2.2.1 转8进制
2.2.2 转16进制
三、原码、反码、补码
四、移位操作符
4.1.左移操作符(<<)
4.2.右移操作符(>>)
五、位操作符
5.1.按位与(&)
5.2.按位或(|)
5.3.按位异或(^)
5.4.按位取反(~)
一、操作符的分类
• 算术操作符: + 、 - 、 * 、 / 、 %• 移位操作符: << >>• 位操作符: & | ^ ~• 赋值操作符: = 、 += 、 -= 、 *= 、 /= 、 %= 、 <<= 、 >>= 、 &= 、 |= 、 ^=• 单⽬操作符: !、 ++ 、 -- 、 & 、 * 、 + 、 - 、 ~ 、 sizeof 、 ( 类型 )• 关系操作符: > 、 >= 、 < 、 <= 、 == 、 !=• 逻辑操作符: && 、 ||• 条件操作符: ? :• 逗号表达式: ,• 下标引⽤: [ ]• 函数调⽤: ()
上述操作符,我们在之前的学习中,已经了解了许多,比如说算数操作符、赋值操作符、逻辑操作符、条件操作符(三目)以及部分的单目操作符。这篇文章,白刘将带领大家继续学习一部分。由于本篇文章要介绍的操作符跟二进制有关系,所以我们先来简单介绍一下二进制以及进制转换。
二、二进制和进制转换
我们经常能听到各种进制,像我们数学中十进制,时间的60进制,内存的1024进制......不管是什么进制,他们其实只是数值的表达方式不同而已。
在这里我们着重介绍二进制:
首先我们在生活中最最熟知的是十进制,所以我们从十进制入手。
我们可以观察到,十进制是逢十进一,那可以推断,二进制就是逢二进一。十进制中存在0~9十个数字,那二进制同样也存在0~1共两个数字。
2.1.二进制与十进制的互相转化
2.1.1 二进制转十进制
首先我们还是观察十进制,随机举个例子,123,为什么叫一百二十三呢?这是因为每一位是有权重的,我们位是从右向左依次升高的:个位、十位、百位......,每一位分别代表的权重是10º , 10¹ , 10² ......
如图所示:
而我们说二进制和十进制类似,只不过权重不同,二进制从右到左依次是:2º、2¹、2²...
那我们来试一试,二进制中1101怎么理解呢?
如图:
在二进制转十进制时,我们往往要记忆一些2的次方数,如8,16,32,64,128...,这些数字方便我们转换。我们可以通过看是第几位,然后换成次方数,再求和,熟练掌握,我们就能很快地换算。
2.1.2 十进制转二进制
我们可以将一个十进制数一直除二,看它的余数。
2.2.二进制转8进制和16进制
2.2.1 转8进制
首先介绍一下八进制,顾名思义,逢八进一,和十进制不同,八进制有个特点,由于8是2的三次方,所以这里提供一种特别的方式来进行转换:
我们将二进制数每三位分成一位,然后将每一位换算成0~7的数字,如上图,011就换成了3,101换成了5,前面不够三位,也是直接换,01换成1。所以二进制数01101011,换成八进制就是0153。
注意,八进制数前面要加上0,代表其为八进制数。
2.2.2 转16进制
16为2的4次方,依据刚刚八进制的转换,相信大家能猜到16进制怎么换了——分四位。
而有人问了,我认识的数字最多就0~9,剩下的不够怎么办。
我们在十六进制中,用a表示10,b表示11...,一直到f表示15。
注意,十六进制数前面要加上0x。所以上述二进制数01101011,换成十六进制就是0x6b。
三、原码、反码、补码
整数的二进制表示方法一共有三种:原码、反码、补码。
有符号整形的三种表示方法都分为两个部分:符号位和数值位。其中符号位为最高的一位,它以1表示负,0表示正。
正整数的原反补都相同。
而负整数则需要计算。
原码:直接将数值按照正负数的形式转换为二进制得到的就是原码。
反码:原码的符号位不变,其它位均取反即可得到反码。(取反就是0变成1,1变成0)。
补码:反码+1就是补码。
补码变到原码有两种方式:
1.先减一再取反 2.先取反再加一
对于整形来说,数据存放内存中的其实是补码。
这是因为,在计算机系统中,数值⼀律⽤补码来表示和存储。原因在于,使⽤补码,可以将符号位和数值域统⼀处理;同时,加法和减法也可以统⼀处理(CPU只有加法器)此外,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。
前面铺垫了这么多,接下来终于可以开始正题了,我们开始介绍操作符。
四、移位操作符
移位操作符分为左移操作符(<<)和右移操作符(>>)。这里要注意的是,我们使用移位操作符只能操作整数。
4.1.左移操作符(<<)
操作规则:左边抛弃,右边补0
#include <stdio.h>
int main()
{int num = 10;int n = num<<1;printf("n= %d\n", n);printf("num= %d\n", num);return 0;
}
运行结果:
4.2.右移操作符(>>)
操作规则:右移运算分两种,逻辑右移和算数右移,这个是根据编译器来决定的,大部分通常是算数右移
1.逻辑右移,左边填0,右边丢弃
2.算数右移,左边用原符号位填充,右边丢弃
对于移位操作符,不要移动负数位,因为这个属于标准未定义。
int num = 10;
num>>-1;//error
五、位操作符
位操作符一共有四个:
1. & // 按位与
2. | // 按位或
3. ^ // 按位异或
4. ~ // 按位取反
所有位操作符所操作的都是补码
5.1.按位与(&)
口诀: 见0为0,同1为1
00000000000000000000000000000011 3的补码10000000000000000000000000000101 -5的原码
11111111111111111111111111111010 -5的反码
11111111111111111111111111111011 -5的补码00000000000000000000000000000011
11111111111111111111111111111011 见0为0,同1为1
00000000000000000000000000000011 补码所以3 & -5的结果为3
5.2.按位或(|)
口诀: 同0为0,见1为1
00000000000000000000000000000011 3的补码10000000000000000000000000000101 -5的原码
11111111111111111111111111111010 -5的反码
11111111111111111111111111111011 -5的补码00000000000000000000000000000011
11111111111111111111111111111011 同0为0,见1为1
11111111111111111111111111111011 补码
10000000000000000000000000000100 取反
10000000000000000000000000000101 加一所以3 | -5的结果为-5
5.3.按位异或(^)
口诀:相同为0,不同为1
00000000000000000000000000000011 3的补码10000000000000000000000000000101 -5的原码
11111111111111111111111111111010 -5的反码
11111111111111111111111111111011 -5的补码00000000000000000000000000000011
11111111111111111111111111111011 相同为0,不同为1
11111111111111111111111111111000 补码
10000000000000000000000000000111 取反
10000000000000000000000000001000 加一所以3 ^ -5的结果为-8
5.4.按位取反(~)
没啥口诀,顾名思义即可。
int a = 0;
int b = ~a;00000000000000000000000000000000 a的补码
11111111111111111111111111111111 按位取反,得到补码
10000000000000000000000000000000 取反
10000000000000000000000000000001 加一故b的值为-1
未完待续...