文章重点:介绍位位移操作符与位操作符
操作符在编程中扮演着至关重要的角色,它们用于执行各种操作,如算术运算、逻辑判断、位操作等。下面是一些常见的操作符分类:
算术操作符:用于执行基本的数学运算。常见的算术操作符包括加法(+)、减法(-)、乘法(*)、除法(/)和取模取余数(%)等。
比较操作符(或关系操作符):用于比较两个值的大小或是否相等。比较操作符包括等于(==)、不等于(!=)、大于(>)、小于(<)、大于等于(>=)和小于等于(<=)等。它们用于在条件语句中判断条件是否成立。
逻辑操作符:用于组合或反转布尔值(真或假)。逻辑操作符包括逻辑与(&&)、逻辑或(||)和逻辑非(!)等。这些操作符在条件判断、循环控制等方面非常有用。
位操作符:直接对整数类型(byte, short, int, long, char)的二进制位进行操作。位操作符包括按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、按位取反(~)它们常用于低级编程和性能优化。
移位操作符:左移(<<)、右移(>>)
赋值操作符:用于将右侧的值赋给左侧的变量。基本的赋值操作符是等号(=),但还有复合赋值操作符,如加等(+=)、减等(-=)、乘等(*=)、除等(/=)等,这些操作符可以简化代码,实现先运算后赋值的操作。
条件(三元)操作符:这是唯一一个需要三个操作数的操作符。它的形式是“条件 ? 表达式1 : 表达式2”,如果条件为真,则执行表达式1,否则执行表达式2。
单目操作符:递增(++)、递减(--)、逻辑非(!)、取地址(&)、sizeof、解引用(*)
其他操作符:下标引用[ ]、逗号(,)、函数调用()、结构成员访问: . 、->
1.优先级:即表达式中操作符的执行顺序。由高到低执行,常用的操作符的优先级高低记忆(由高到低):
括号(最高),单目操作符(++、--),算术操作符(乘、除、取模、加、减)【也是由高到低】、位移操作符、关系操作符、位操作符、逻辑操作符、条件操作符、赋值操作符、逗号操作符(最低)
2.结合性:即具有相同优先级的操作符的执行顺序。大多数从左到右结合;单目运算符,赋值运算符,条件运算从右到左结合。
在详细介绍操作符前,我们先来回顾一下二进制,原码,反码,补码的知识,这是我们今天要重点介绍的位移操作符和位操作符的铺垫。
二进制与十进制相互转换: 二转十:以1101为例 二进制数字 1 1 0 1 转换过程 一乘二的三次方 一乘二的二次方 0乘二的一次方 一乘二的零次方
十进制数字 8 4 0 1 再全部加起来得到了十进制数字13
十转二:以31为例
由下到上读取
得到31的二进制数字11111
整数的2进制表示方法有三种,即原码、反码和补码
有符号整数的三种表示方法均有符号位和数值位两部分,2进制序列中,最高位的1位是被当做符号位,剩余的都是数值位。
符号位是“0”表示整数,是“1”表示负数
正整数的原、反、补码都相同。
负整数的三种表示方法各不相同。
原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。
反码:将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到反码。
补码:反码+1就得到补码。
反码得到原码:取反,+1的操作。
对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。
原因:
在计算机系统中,数值用补码来表示和存储。原因在于,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
注:移位操作符操作的只能是整数。
<<左移操作符
移位规则:左边抛弃、右边补0。被移出左侧(高位)的位将被丢弃,在右侧(低位)空出的位用零填充。每左移一位就相当于乘以二。
移位规则:有逻辑右移和算术右移。每右移一位就相当于除以2(忽略小数部分)。
警告⚠:对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。
注:他们的操作数必须是整数。
按位与(&)用于对二进制数进行逐位的逻辑与运算。
具体运算规则:只有当两个对应位都为1时,结果位才为1,否则结果为0。参与运算的数以补码方式出现。
具体运算规则:只要对应的两个二进位中有一个为1时,结果位就为1。
例如,对于二进制数A=1010和B=1100,进行按位或操作的结果为A | B = 1110。
按位或在多个方面都有广泛的应用,如设置位和合并操作等。通过设置某些位与1进行按位或操作,可以将这些位的值设置为1。此外,通过将多个二进制数进行按位或操作,可以将它们的对应位合并为一个结果。
具体运算规则:如果两个相应的二进制位相同,则结果为0,否则为1。
具体运算规则:它对二进制数的每一位执行取反操作,每一位上的1变为0,0变为1。
在大多数编程语言中,按位取反操作通常使用特定的操作符(如 ~)来表示。例如,如果我们有一个8位的二进制数 0110 1010,对其执行按位取反操作后,将得到 1001 0101。
需要注意的是,按位取反操作通常是对整数的补码形式进行的。在补码表示法中,最高位(符号位)为1表示负数,为0表示正数或非零。因此,在对一个正数执行按位取反操作时,结果通常是一个负数;反之亦然。
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
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