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在C语言中,二进制数的计算主要通过位运算符实现,以下是核心方法和示例:
一、二进制数的表示方法
支持以`0b`或`0B`开头表示二进制数,例如:
```c
int binary_num = 0b1010; // 十进制10
int another_num = 0b0111; // 十进制7
```
位运算符操作
- 按位与(&):
对应位都为1时结果为1,否则为0。例如:
```c
int a = 0b1010; // 10
int b = 0b0110; // 6
int and_result = a & b; // 0b0010 (2)
```
- 按位或(|):对应位至少有一个为1时结果为1,否则为0。例如:
```c
int or_result = a | b; // 0b1110 (14)
```
- 按位异或(^):对应位不同为1,相同为0。例如:
```c
int xor_result = a ^ b; // 0b1100 (12)
```
- 取反(~):将所有位取反(0变1,1变0)。例如:
```c
int not_a = ~a; // -11 (补码表示)
```
- 左移(>
2; // 0b10 (2)
```
二、二进制运算示例
二进制加法遵循逐位相加、进位处理的规则(如`1010 + 0110 = 10000`)。减法可通过加法实现(如`a - b = a + (~b + 1)`)。
计算二进制中1的个数
- 遍历法:
逐位检查是否为1,时间复杂度O(n)。例如:
```c
int count_ones(int num) {
int count = 0;
while (num) {
num &= (num - 1);
count++;
}
return count;
}
```
- 公式法:利用`n = sum(2^i)`计算1的个数,适用于小范围。
三、注意事项
位运算符通常用于低级操作,需注意数据类型位数(如8位、16位)可能引发溢出。
负数在计算机中以补码形式存储,取反后加1。
通过以上方法,可灵活实现二进制数的表示与运算。