在 C 語言中，位運算是對二進制位進行的操作。以下是關于 C 語言位運算的介紹：

一、常見的位運算符

1. 按位與（&）：

   • 規則：兩個對應的二進制位都為 1 時，結果位為 1，否則為 0。
   • 例如：5（二進制為 0101）與 3（二進制為 0011）進行按位與運算，結果為 0001，即 1。

2. 按位或（|）：

   • 規則：兩個對應的二進制位只要有一個為 1 時，結果位為 1，否則為 0。
   • 例如：5（二進制為 0101）與 3（二進制為 0011）進行按位或運算，結果為 0111，即 7。

3. 按位異或（^）：

   • 規則：兩個對應的二進制位不同時，結果位為 1，相同時為 0。
   • 例如：5（二進制為 0101）與 3（二進制為 0011）進行按位異或運算，結果為 0110，即 6。

4. 取反（~）：

   • 規則：將二進制位的每一位取反，即 0 變為 1，1 變為 0。
   • 例如：~5（二進制為 0101），結果為 1010，即按位取反后為 -6（在有符號整數中，最高位為 1 表示負數）。

5. 左移（<<）：

   • 規則：將一個數的二進制表示向左移動指定的位數，右邊用 0 填充。
   • 例如：5（二進制為 0101）左移 2 位，結果為 20（二進制為 10100）。

6. 右移（>>）：

   • 規則：對于有符號數，將一個數的二進制表示向右移動指定的位數，左邊用符號位填充；對于無符號數，左邊用 0 填充。
   • 例如：5（二進制為 0101）右移 2 位，結果為 1（二進制為 0001）。

二、位運算的應用場景

1. 高效的標志位處理：

   • 可以用一個整數的不同位來表示不同的標志狀態。例如，可以用一個字節來表示 8 個不同的開關狀態，通過位運算來設置、清除和檢查這些標志位。
   • 代碼示例：

     unsigned char flags = 0;
     // 設置第 3 個標志位
     flags |= (1 << 2);
     // 檢查第 3 個標志位是否設置
     if (flags & (1 << 2)) {
         printf("Third flag is set.\n");
     }
     // 清除第 3 個標志位
     flags &= ~(1 << 2);
     

2. 數據的壓縮和編碼：

   • 在某些情況下，可以通過位運算來壓縮數據，減少存儲空間的占用。例如，可以將多個小的整數打包到一個較大的整數中。
   • 代碼示例：

     unsigned int packTwoNumbers(unsigned char num1, unsigned char num2) {
         return (num1 << 8) | num2;
     }
     

3. 位掩碼操作：

   • 可以使用位掩碼來選擇或屏蔽特定的位。例如，要獲取一個整數的低 4 位，可以使用位掩碼 0x0F。
   • 代碼示例：

     unsigned int num = 0xABCD;
     unsigned char lowFourBits = num & 0x0F;
     

4. 快速計算乘除 2 的冪次方：

   • 左移一位相當于乘以 2，右移一位相當于除以 2。
   • 代碼示例：

     int num = 5;
     int doubled = num << 1; // 10
     int halved = num >> 1; // 2
     

總之，位運算在 C 語言中是一種強大的工具，可以用于優化代碼、處理特定的數據格式和實現一些特定的算法。但在使用位運算時，需要小心處理邊界情況和確保代碼的可讀性。