hello，大家好，今天我为大家带来的是移位运算、位运算以及逻辑运算，为了方便大家理解和掌握这三个知识点，我会在文章中附上一系列的图解和练习题，Let is go ! 🚀🚀🚀

文章目录

• 🚀原码、反码、补码
• 🚀移位操作符
• • 🎈1、左移操作符
  • 🎈2、右移操作符
• 🚀位操作符
• • 🎈1、基本运算
  • 🎈2、按位异或的几个结论
• 🚀相关练习题
• • 🎈1、变态笔试题
  • 🎈2、求二进制中1的个数
  • 🎈3、求二进制中不同位的个数
  • 🎈4、打印整数的奇偶二进制位
• 🚀逻辑操作符
• 🚀相关练习题
• • 🎈1、360笔试题
  • 🎈2、笔试题变式1
  • 🎈3、笔试变式题2

🚀原码、反码、补码

我们知道计算机只能识别二进制数据，所以整数要存入计算机中就必须转化为相应的二进制数，同时整数在内存中的二进制表现形式有三种，分别是原码、反码和补码。在内存中，计算机对数据进行运算的时候用的都是整数的补码。

对于正整数来说：原码 = 反码 = 补码；

对于负整数来说：原码符号位不变、其他位按位取反得到反码；反码加1得到补码；

下面我们以5和-5举例：

🚀移位操作符

🎈1、左移操作符

< 向左移动数据的二进制位，高位舍弃，低位直接补0。

其实，二进制位向左移动一位，数据的值就会变为原来的2倍，所以我们可以通过一位来实现一个数的n次方。

🎈2、右移操作符

右移和左移有一点区别，因为二进制位向右移动之后，由于最高位代表符号位，所以最高位补0还是补1影响一个数是整数还是负数。

右移分为逻辑右移和算术右移：逻辑右移，最高位直接补0；算术右移，最高位补原符号位。

🚀位操作符

🎈1、基本运算

按位与(&)：对两个数的二进制位进行计算，如果对应位置的两个数的二进制位都为1，结果就为1；否则，结果就为0；

按位或(|)：对两个数的二进制位进行计算，如果对应位置的两个数的二进制位有一个为1，结果就为1；如果两个都为0，结果就为0；

按位异或(^)：对两个数的二进制位进行计算，如果对应位置的两个数的二进制位不同，结果就为1；相同，结果就为0；

🎈2、按位异或的几个结论

1. 两个相同的数异或的结果一定为0；

2. 任何数与0异或都等于它自己；

3. 异或满足交换律；

上面这三个结论证明很简单，只需要带一个数进去即可，所以这里不做赘述。

🚀相关练习题

🎈1、变态笔试题

不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换：

法一：求和相减

缺点：当 a 和 b 很大时，把 a+b 的结果放在 a 中，可能会导致a存放不下溢出而发生截断，从而损失精度。

法二：重复异或(^)

这里就需要我们熟悉按位异或的三个结论了：相同两个数异或为0,0与任意数异或为任意数、异或满足交换律。

🎈2、求二进制中1的个数

编写代码实现：求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数：

法一：循环便利

这里我们用每次整除二倍的方式计算，其实这种方法是由问题的，它只能求出整数二进制中一的个数，而不能求负数的。

法二：移位相与

这里for循环的作用是让num的每一位二进制位都与1按位求与，如果求得的结果为1（即对应二进制位为1）就让count++；由于这是直接对内存中的二进制位进行操作，所以它既可以求正数，也可以求负数，弥补了上面那种方法的不足，但是我们可以看到，这种方法必须循环32次，那么有没有更优的方法呢？请看方法三。

法三：与n-1按位求与

大家可以看到，这种方法既可以做到对内存中的二进制位直接进行操作，又可以减少循环次数，达到了优化的目的；但是要想到这种方法十分困难，而且也不好理解，一般我们掌握第二种方法即可，对这种方法感兴趣的同学可以自己研究一下，说不定以后有机会在面试的时候展示出来。

🎈3、求二进制中不同位的个数

编写代码实现：求两个数二进制中不同位的个数：（[牛客网链接](两个整数二进制位不同个数__牛客网 (nowcoder.com)))

思路分析：求二进制中不同位的个数，那么我们首先应该想到的就是让这两个数异或，，由于异或的特点是相同位为0，不同位位为1，所以异或后形成的新的整数得二进制中1的个数即是这两个数二进制中不同位的个数。

代码实现：

🎈4、打印整数的奇偶二进制位

编写代码实现：获取一个整数二进制序列中所有的偶数位和奇数位，分别打印出二进制序列：

思路分析：对于打印一个整数的二进制位，我们可以也是使用移位操作符和位操作符，然后配合循环来实现；但是这里需要注意的是：屏幕上先打印的应该是二进制中的高位，这样才符合我们阅读数字的习惯，所以循环变量的初始值要设置为高。

代码实现：

🚀逻辑操作符

逻辑操作符一共分为两类：逻辑与(&&) 和 逻辑或(||)；

逻辑与：当两个条件都为真时，执行后面的语句；当两个条件有一个或者都为假时，语句不执行。

逻辑或：当两个条件有一个及以上为真时，执行后面的语句；当两个条件都为假时，语句不执行。

注意：逻辑操作符在特定情况下会发生"短路"，即当条件1 && 条件2，若条件1为假时，此时整个逻辑表达式直接为假，条件2将不会被执行；当条件1 || 条件2，若条件1为真时，此时整个逻辑表达式直接为真，条件2将不会被执行；这个是逻辑表达式在学校期末、校招、面试中的重要考点，一定要掌握，具体细节及考察形式在下面的题目中来进行说明。

🚀相关练习题

🎈1、360笔试题

请问下面程序输出的结果是什么：(大家可以先自己做一下再看解析)

大家看到这个答案是不是很疑惑，不要慌，接下来我来为大家一步一步分析：

首先，这里我们定义并初始化了 i、a、b、c、d这四个元素，然后 a、b、d搭配++运算符和逻辑运算符求值；

a++：这里是后置++，先使用后++，所以a++的返回值是0，返回之后a++变成1；

a++ && ++b：由于这里是逻辑与操作符，并且a返回0，那么由我们上面学习的逻辑操作符的"短路"现象，我们就可以知道，++b && d++这些语句根本不会被执行，所以最终只有a被++了一次，b、c、d保持不变。

🎈2、笔试题变式1

接下来我们看一道上面笔试题的变式：（先自己思考后再看答案哦）

这里和原题差不多，只不过是把逻辑与操作符变成了逻辑或操作符而已；

a++：这里是后置++，先使用后++，所以a++的返回值是0，返回之后a++变成1；

a++ || ++b：由于这里是逻辑或，所以a为假时整个逻辑表达式并不一定为假，会继续往后面执行；

++b：这里是前置++，先++再使用，所以b++之后变为3，再返回3；

++b || d++：我们知道，前面语句执行后 a=1、b=3，因为a++ && ++b = 1，所以这句逻辑表达式就变为了 1 || d++，即这里又会发生短路现象，最后的d++不会被执行，所以最终a被++了一次，b被++了一次，c、d保持不变。

🎈3、笔试变式题2

最后我们再来对这道笔试题进行一次变式：（注意先自己思考再看答案和解析）

这里和原题唯一不一样的地方就是a被初始化1，而不是0；

此时a++会先返回a的值为1，再让a++变为2；1不为0，逻辑与不会发生短路，代码继续往后执行；

++b：先让b++变为3，再返回b的值为3；此时a++ && ++b 1 && 3 = 1；

所以a++ && ++b && d++ 1 && d++，不会发生短路，代码继续往下执行；d++，先返回4，再让d++变成6。

所以最终a、b、d均被++一次，c不变。