C 語言位運算入門圖解：與、或、異或、取反、移位全攻略

核心概念

程序中所有數據在內存中均以二進制存儲。位運算直接對整數的二進制位進行操作，屬於底層、高效的運算方式。

六大基本運算詳解

1. 位與 &

規則：兩位均為 1 才為 1，否則為 0。

• 用途：清零（與 0 結合）、取某位（與掩碼結合）、保留某些位。

2. 位或 |

規則：有 1 即為 1，全 0 才為 0。

• 用途：置位（與 1 結合）、合併位模式。

3. 位異或 ^

規則：相同為 0，不同為 1。

• 用途：翻轉特定位、不用臨時變量交換兩數、簡易加密、校驗和。

4. 取反 ~

規則：0→1，1→0（按位取反）。

• 注意：對有符號數取反會改變符號位，通常配合無符號類型或掩碼使用。

5. 左移 << 與右移 >>

• 左移 n 位：低位補 0，高位捨棄，等價於 乘以 2ⁿ（無溢出時）。
• 右移 n 位：無符號數高位補 0；有符號數高位補符號位（算術右移），等價於 除以 2ⁿ（向下取整）。
• 超出位寬的移位行為未定義，需避免。

常見技巧速查表

避坑指南

• 移位操作數不能為負數，移位量不能 ≥ 位寬。
• 有符號數右移為實現定義行為（算術/邏輯移位），跨平台請用無符號類型。
• 位運算優先級低於比較運算，複雜表達式務必加括號。