逍遥自在学C语言 | 位运算符&的高级用法

前言

在上一篇文章中，我们介绍了&运算符的基础用法，本篇文章，我们将介绍& 运算符的一些高级用法。

一、人物简介

• 第一位闪亮登场，有请今后会一直教我们C语言的老师 —— 自在。

• 第二位上场的是和我们一起学习的小白程序猿 —— 逍遥。

二、位掩码

• 位掩码是一种用于按位操作的技术

• 它通过使用一个二进制数（掩码）来屏蔽或保留目标数中的一些特定位

• 例如，如果要将一个无符号整数的最高位清零，可以使用以下代码：

#include <stdio.h>

int main()
{  
	unsigned int x = 0xABCD1234; //0b10101011110011010001001000110100
	x &= ~(1U << 31);
 
    printf("x = %u\n",x);
	return 0;
}

• 1U << 31 表示将一个无符号整数的最高位设置为 1
• ~(1U << 31)取反得到掩码，再和原数进行按位与运算，就可以将最高位清零

三、判断奇偶性

	二进制末尾位
奇数	1
偶数	0

• 一个数的二进制表示中，如果最后一位为 1，则它是奇数，否则它是偶数
• 因此，可以使用 & 运算符来判断一个数的奇偶性，例如：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int x = 7;
    if (x & 1) 
    {
        printf("%d 是奇数\n", x);
    } 
    else 
    {
        printf("%d 是偶数\n", x);
    }
    return 0;
}

• x & 1 将返回 x 的最后一位与 1 的按位与
• 如果结果为 1，说明 x 是奇数，否则 x 是偶数。

四、判断是否为 2 的幂次方

• 如果一个数是 2 的幂次方，那么它的二进制表示中，只有最高位为 1，其他位都为 0
• 把这个数减去1，那么它的二进制表示中，最高位为 0，其他位都为1
• x & (x - 1)的结果一定为 0
• 例如，判断16 是否是 2 的幂次方：

#include <stdio.h>
int main()
{
    unsigned int x = 16;
    if (!(x & (x - 1))) 
    {
        printf("%u 是 2 的幂次方\n", x);
    } 
    else 
    {
        printf("%u 不是 2 的幂次方\n", x);
    }
    return 0;
}

小结

通过这篇文章，我们学会了用位运算符&来做位掩码操作、判断奇偶性、判断一个数是否为2的幂次方。

在下一篇文章中，我们将介绍位运算符|的几个高级用法。