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【C语言】位操作符与移位操作符练习

news 2025/6/30 11:21:30

前言：

1.一道变态的面试题

2.输入一个整数 n ，输出该数32位二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。

方法一：

方法二：

方法三：

3.打印整数二进制的奇数位和偶数位

前言：

前篇我们学习过C语言的位与移位操作符详解【C语言】位与移位操作符详解-CSDN博客

这篇博客将带领大家继续练习相关知识。

1.一道变态的面试题

不允许创建临时变量，交换两个整数的内容。

解析：通过上节我们学习的位与移位操作符，我们可以大概知道需要用到它们。

通过学习我们可知：

$①a & a = a ②a | a = a ③a ^ a = 0 ④a & 0 = 0 ⑤a | 0 = a ⑥a ^ 0 = a$

要交换两个整数的内容我们要使用③⑥两个公式

a^a^b=b

代码如下:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
//不允许创建临时变量，交换两个整数的内容
#include<stdio.h>
int main()
{int a = 3;int b = 5;a = a ^ b;b = a ^ b;//实际上是a^b^b=a^0=aa = a ^ b;//实际上是a^b^a=0^b=bprintf("%d\n", a);printf("%d\n", b);return 0;
}

运行结果如下：

2.输入一个整数 n ，输出该数32位二进制表示中1的个数。其中负数用补码表示。

方法一：

解析：我们知道按位与是同真为真也就是二进制中都是1才为1，只要有一个不为1就是0；

所以如果我们将n按位与1（1的二进制除了最后一位其他都是0），那么我们就可以知道n最后一位是1还是0了，如果再通过右移操作符将n的二进制一回移动一个，那么我们就可以得知n每位是1还是0了，问题就得到解决啦~

🎉🎉✨检测num中某一位是0还是1的方式：

1.将num向右移动i位

2.将移完位之后的结果与1按位与，如果.结果是0，则第i个比特位是0，结果是非0，则第i个比特位是1

以下是解析图：

代码如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>//2.输入一个整数 n ，输出该数32位二进制表示中1的个数。
// 其中负数用补码表示。
int main()
{int n = 0;printf("请输入整数n：");scanf("%d", &n);int i = 0;//创建i变量用以循环32次int count = 0;//创建count变量用以记录i的个数for (i = 0; i < 32; i++){count += (n>>i) & 1;}printf("\n%d的二进制中1的个数为：%d\n",n,count);return 0;
}

运行结果如下：

方法一

优点:用位操作代替取模和除法运算，效率稍微比较高

缺陷:不论是什么数据，循环都要执行32次

方法二：

代码如下：

int main()
{int n = 0;printf("请输入整数n：");scanf("%d", &n);int count = 0;//创建变量计数while (n & (n - 1))//当n与相邻位按位与不为0时{n = n & (n - 1);count++;}count += 1;//注意最后为0的也要算进去printf("\n二进制中1的个数为：%d\n",  count);return 0;
}

这里要注意两点💥：

（1）n&（n-1）后要将它的值赋给n，而不是将n-1赋给n；

n = n & (n - 1);

（2）最后n&(n-1) = 0时while已经出了循环，所以最后count还要+1；

count += 1;//注意最后为0的也要算进去

代码运行结果如下：

方法三：

代码如下：

int main()
{int n = 0;printf("请输入整数n：");scanf("%d", &n);int count = 0;//创建变量计数while (n){if (n % 2 == 1)count++;n =n/ 2;}printf("\n二进制中1的个数为：%d\n", count);
}

运行结果如下：

上述方法缺陷:进行了大量的取模以及除法运算，取模和除法运算的效率本来就比较低。

3.打印整数二进制的奇数位和偶数位

思路:
1.提取所有的奇数位，如果该位是1，输出1，是0则输出0

2.以同样的方式提取偶数位置（我们可以用移位操作符来提取）

💫检测num中某一位是0还是1的方式：

1.将num向右移动i位

2.将移完位之后的结果与1按位与，如果.结果是0，则第i个比特位是0，结果是非0，则第i个比特位是1

代码如下：

int main()
{int num = 0;printf("请输入整数num：");scanf("%d", &num);for (int i = 31; i >= 1; i -= 2){printf("%d ", (num >> i) & 1);}printf("\n");for (int i = 30; i >= 0; i -= 2){printf("%d ", (num >> i) & 1);}printf("\n");return 0;
}

运行结果如下：