2.4　自主学习

2.4.1　位运算符

程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。C语言提供了六种位运算符，如表2-8所示。

说明：位运算符除了“～”外，均为二元运算符。参与位运算的量只能是整型或字符型数据，不能为实型数据。

（1）按位与运算

按位与运算符“&”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1，否则为0，即0&0=0；0&1=0；1&0=0；1&1=1。

（2）按位或运算

按位或运算符“|”，是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的两个二进位有一个为1时，结果位就为1，即0|0=0；0|1=1；1|0=1；1|1=1。参与运算的两个数均以补码出现。

（3）按位异或运算

按位异或运算符“∧”，是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或，当两对应的二进位相异时，结果为1，即0∧0=0；0∧1=1；1∧0=1；1∧1=0。参与运算数仍以补码出现。

（4）取反运算

取反运算符“～”为单目运算符，具有右结合性。其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反，即0变1，1变0。

（5）左移运算

左移运算符“<<”是双目运算符。用来将一个数的各二进制位左移若干位，由“<<”右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。

左移比乘法快得多，有些C语言编译程序自动将乘2的运算用左移一位来实现，左移n位就是乘以2n。

（6）右移运算

右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>>”左边运算数的各二进制位全部右移若干位，“>>”右边的数指定移动的位数。

应该说明的是，对于有符号数，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时，最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1取决于编译系统的规定。

2.4.2　混合运算以及数据类型转换

混合运算是指在一个表达式中参与运算的对象是不同的数据类型。

例如：

2*3.1416*r，4.5*a％5/（3*b）+'c'

如果r是int型变量，a是int型变量、b是float型变量，则以上表达式被称为“混合型表达式”，对混合类型表达式的求解要进行混合运算，此时需要对参与运算的数据进行类型转换。

变量的数据类型转换有两种方法：自动转换和强制转换。

（1）自动转换

自动转换发生在不同数据类型的混合运算时，由编译系统自动完成。

【例2.13】求圆的面积。

程序代码如下：

运行结果如图2-15所示。

说明：本例程序中，PI为float类型，s和r为整型。在执行s=PI*r*r语句时，PI和r都要转换成double类型计算，结果为double类型。但由于s为整型，故赋值结果为整型，舍掉了小数部分。

（2）强制类型转换

强制类型转换是通过类型转换运算来实现的。

其一般形式为：

（类型说明符）（表达式）

其功能是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。例如：

（float）a　　//计算的结果是把a的值转换为实型

（int）（x+y）　　//计算的结果是把x+y的结果转换为整型

在使用强制类型转换时应注意以下问题：

①类型说明符和表达式都必须加括号（单个变量可以不加括号）。

②无论是强制转换还是自动转换，都只是为了本次运算的需要而对变量的数据长度进行的临时性转换，而不改变数据说明时对该变量定义的类型。

【例2.14】类型转换的应用。

说明：a被强制转换为int类型，但只是在运算中起作用，是临时性的，而a本身的类型并没有因此而发生变化。因此，（int）a的值是3（舍去小数部分），而a的值仍是3.75。

运行结果如图2-16所示。