学习《Ai8051U教学视频》感悟及学习体会

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第五课  C语言基础（续4）
（四）位运算符（Bitwise Operators）1、概念

位运算符用于对整数的二进制表示进行操作。

例如：

int a = 5, b = 3;

int andBitwise = (a & b); // 1

int orBitwise = (a | b); // 7

int xorBitwise = (a ^ b); // 6

int notBitwise = ~a; // -6

int leftShift = (a << 2); // 20

int rightShift = (a >> 2); // 1

2.应用

位运算符（Bitwise Operators）用于对整数的二进制表示进行操作。它们在C语言中非常强大，尤其适用于底层编程、优化性能和处理硬件相关的任务。以下是C语言中常见的位运算符及其使用方法和例如：

1）按位与（Bitwise AND）：&

按位与运算符对两个操作数的每一位进行逻辑与操作。如果两个位都为1，则结果为1；否则为0。

例如：

#include <stdio.h>

int main()

{

int a = 12; // 二进制：1100

int b = 10; // 二进制：1010

int result = a & b; // 二进制：1000，十进制：8

printf("Result of a & b: %d\n", result);

return 0;

}

输出：

Result of a & b: 8

2）按位或（Bitwise OR）：|

按位或运算符对两个操作数的每一位进行逻辑或操作。如果两个位中至少有一个为1，则结果为1；否则为0。

例如：

#include <stdio.h>

int main()

{

int a = 12; // 二进制：1100

int b = 10; // 二进制：1010

int result = a | b; // 二进制：1110，十进制：14

printf("Result of a | b: %d\n", result);

return 0;

}

输出：

Result of a | b: 14

3）按位异或（Bitwise XOR）：^

按位异或运算符对两个操作数的每一位进行逻辑异或操作。如果两个位不同，则结果为1；否则为0。

例如：

#include <stdio.h>

int main()

{

int a = 12; // 二进制：1100

int b = 10; // 二进制：1010

int result = a ^ b; // 二进制：0110，十进制：6

printf("Result of a ^ b: %d\n", result);

return 0;

}

输出：

Result of a ^ b: 6

4）按位取反（Bitwise NOT）：~

按位取反运算符对操作数的每一位进行取反操作。0变为1，1变为0。

例如：

#include <stdio.h>

int main()

{

int a = 12; // 二进制：00001100（假设是8位）

int result = ~a; // 二进制：11110011，十进制：-13（补码表示）

printf("Result of ~a: %d\n", result);

return 0;

}

输出：

Result of ~a: -13

注意：在C语言中，整数通常以补码形式存储，因此按位取反的结果可能与直观的二进制取反不同。

5）左移（Bitwise Left Shift）：<<

左移运算符将操作数的二进制表示向左移动指定的位数，右侧补0。

例如：

#include <stdio.h>

int main()

{

int a = 12; // 二进制：00001100（假设是8位）

int result = a << 2; // 二进制：00110000，十进制：48

printf("Result of a << 2: %d\n", result);

return 0;

}

输出：

Result of a << 2: 48

6）右移（Bitwise Right Shift）：>>

右移运算符将操作数的二进制表示向右移动指定的位数，左侧补符号位（对于有符号整数）或补0（对于无符号整数）。

例如：

#include <stdio.h>

int main()

{

int a = 12; // 二进制：00001100（假设是8位）

int result = a >> 2; // 二进制：00000011，十进制：3

printf("Result of a >> 2: %d\n", result);

return 0;

}

输出：

Result of a >> 2: 3

7）实际应用

例如：检查一个数是否为2的幂

一个数如果是2的幂，则其二进制表示中只有一个1。通过按位与操作可以检查这一点：

#include <stdio.h>

int main()

{

int num = 16;

if ((num & (num - 1)) == 0 && num != 0)

{

printf("%d is a power of 2\n", num);

} else

{

printf("%d is not a power of 2\n", num);

    }

return 0;

}

输出：

16 is a power of 2

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第五课  C语言基础（续5）

（五）赋值运算符（Assignment Operators）

1.概念

赋值运算符用于将值赋给变量。

例如：

int a = 10, b = 3;

a += b; // a = 13

a -= b; // a = 10

a *= b; // a = 30

a /= b; // a = 10

a %= b; // a = 1

2.应用

在C语言中，赋值运算符用于将一个值赋给一个变量。除了基本的赋值运算符=之外，C语言还提供了一些复合赋值运算符，用于简化代码并提高效率。以下是赋值运算符的详细用法：

1）基本赋值运算符（=）

基本赋值运算符=用于将一个值赋给一个变量。语法如下：

variable = value;

variable 是要赋值的目标变量。

value 是要赋给变量的值，可以是一个常量、另一个变量或表达式的值。

例如：

int a;

a = 10; // 将整数值10赋给变量a

2）复合赋值运算符

复合赋值运算符结合了基本赋值运算符和其他运算符，用于执行某种运算并将结果赋值给变量。常见的复合赋值运算符包括：

a．加法赋值运算符（+=）

将变量的值与另一个值相加，并将结果赋回变量。

variable += value;

等价于：

variable = variable + value;

例如：

int a = 5;

a += 3; // 等价于 a = a + 3，结果 a = 8

b．减法赋值运算符（-=）

将变量的值与另一个值相减，并将结果赋回变量。

variable -= value;

等价于：

variable = variable - value;

例如：

int a = 5;

a -= 3; // 等价于 a = a - 3，结果 a = 2

c．乘法赋值运算符（*=）

将变量的值与另一个值相乘，并将结果赋回变量。

variable *= value;

等价于：

variable = variable * value;

例如：

int a = 5;

a *= 3; // 等价于 a = a * 3，结果 a = 15

d．除法赋值运算符（/=）

将变量的值与另一个值相除，并将结果赋回变量。

variable /= value;

等价于：

variable = variable / value;

例如：

int a = 10;

a /= 2; // 等价于 a = a / 2，结果 a = 5

e．取模赋值运算符（%=）

将变量的值与另一个值取模，并将结果赋回变量。

variable %= value;

等价于：

variable = variable % value;

例如：

int a = 10;

a %= 3; // 等价于 a = a % 3，结果 a = 1

f．位运算赋值运算符

位运算符也可以与赋值运算符结合使用，用于执行位运算并将结果赋回变量。

位与赋值运算符（&=）

variable &= value;

等价于：

variable = variable & value;

例如：

int a = 5; // 二进制表示为 0101

a &= 3;    // 二进制表示为 0011

// 结果 a = 0101 & 0011 = 0001，即 a = 1

位或赋值运算符（|=）

variable |= value;

等价于：

variable = variable | value;

例如：

int a = 5; // 二进制表示为 0101

a |= 3;    // 二进制表示为 0011

// 结果 a = 0101 | 0011 = 0111，即 a = 7

位异或赋值运算符（^=）

variable ^= value;

等价于：

variable = variable ^ value;

例如：

int a = 5; // 二进制表示为 0101

a ^= 3;    // 二进制表示为 0011

// 结果 a = 0101 ^ 0011 = 0110，即 a = 6

左移赋值运算符（<<=）

variable <<= value;

等价于：

variable = variable << value;

例如：

int a = 5; // 二进制表示为 0101

a <<= 2;   // 左移两位

// 结果 a = 0101 << 2 = 10100，即 a = 20

g．右移赋值运算符（>>=）

variable >>= value;

等价于：

variable = variable >> value;

例如：

int a = 5; // 二进制表示为 0101

a >>= 2;   // 右移两位

// 结果 a = 0101 >> 2 = 0001，即 a = 1

h．使用场景

赋值运算符在C语言中非常常用，可以简化代码并提高可读性。例如：

int a = 10;

a += 5;  // 等价于 a = a + 5

a -= 3;  // 等价于 a = a - 3

a *= 2;  // 等价于 a = a * 2

a /= 4;  // 等价于 a = a / 4

a %= 3;  // 等价于 a = a % 3

通过使用复合赋值运算符，代码更加简洁明了，同时也减少了重复的变量引用，提高了代码的效率。

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第五课  C语言基础（续6）

（六）条件运算符（Conditional Operator）

1．概念

条件运算符（也称为三元运算符）用于根据条件选择两个值中的一个。

例如：

int a = 10, b = 3;

int max = (a > b) ? a : b; // max = 10

2．应用

C语言中的条件运算符（也称为三元运算符）是一种简洁的语法，用于根据条件选择两个值中的一个。它的语法形式为：

condition ? expressionTrue : expressionFalse;

语法解释

condition：一个布尔表达式，用于判断条件是否为真（true）或假（false）。

expressionTrue：如果条件为真（true），则返回这个表达式的值。

expressionFalse：如果条件为假（false），则返回这个表达式的值。

使用例如

例如1：比较两个数的大小

假设我们需要比较两个数，找出较大的那个数，可以使用条件运算符：

int a = 10, b = 20;

int max = (a > b) ? a : b;

printf("The larger number is: %d\n", max);

输出：

The larger number is: 20

在这个例子中，条件是a > b。如果a > b为真（true），则max的值为a；否则，max的值为b。

例如2：根据条件赋值

假设我们需要根据一个条件给变量赋值，例如：

int score = 85;

char grade = (score >= 60) ? 'P' : 'F';

printf("Grade: %c\n", grade);

输出：

Grade: P

在这个例子中，条件是score >= 60。如果score大于或等于60，grade被赋值为'P'（表示通过）；否则，grade被赋值为'F'（表示失败）。

例如3：嵌套条件运算符

条件运算符也可以嵌套使用，例如：

int score = 75;

char grade = (score >= 90) ? 'A' :

(score >= 80) ? 'B' :

(score >= 70) ? 'C' :

(score >= 60) ? 'D' : 'F';

printf("Grade: %c\n", grade);

输出：

Grade: C

在这个例子中，我们使用了嵌套的条件运算符来根据不同的分数范围给grade赋值：

如果score >= 90，grade为'A'。

如果score >= 80但小于90，grade为'B'。

如果score >= 70但小于80，grade为'C'。

如果score >= 60但小于70，grade为'D'。

如果score < 60，grade为'F'。

例如学习者需要注意的几个问题：可读性：虽然条件运算符可以简化代码，但过度使用或嵌套过多可能会使代码难以阅读和维护。在复杂的情况下，建议使用if-else语句。

类型兼容性：expressionTrue和expressionFalse的类型应该兼容，否则可能会导致编译错误或运行时错误。

逻辑清晰：确保条件表达式的逻辑清晰，避免因逻辑错误导致程序行为异常。

条件运算符与if-else的对比

条件运算符可以看作是if-else语句的简化形式。例如，

以下if-else语句：

int a = 10, b = 20;

int max;

if (a > b)

{

max = a;

} else

{

max = b;

}

可以使用条件运算符简化为：

int a = 10, b = 20;

int max = (a > b) ? a : b;

条件运算符在某些情况下可以使代码更简洁，但在逻辑复杂时，if-else语句可能更清晰。

总之，条件运算符是一种非常有用的工具，可以在适当的情况下简化代码，但也要注意保持代码的可读性和可维护性。

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