Bit a bit Operatores em C: AND, OR, XOR, Shift & Complemento

A seguir está a lista de operadores bit a bit fornecidos pela linguagem de programação 'C':

Operator	Significado
&	Operador AND bit a bit
|	Operador OR bit a bit
^	Operador OR exclusivo bit a bit
~	Complemento de Binário Operator é um operador unário
<<	Operador de turno à esquerda
>>	Operador de deslocamento para a direita

Os operadores bit a bit não podem ser aplicados diretamente a tipos de dados primitivos, como float, double, etc. Lembre-se sempre de que os operadores bit a bit são usados ​​​​principalmente com o tipo de dados inteiro devido à sua compatibilidade.

Os operadores lógicos bit a bit trabalham nos dados bit a bit, começando pelo bit menos significativo, ou seja, o bit LSB que é o bit mais à direita, trabalhando em direção ao MSB (Most Significant Bit) que é o bit mais à esquerda.

O resultado do cálculo dos operadores lógicos bit a bit é mostrado na tabela abaixo.

x	y	x e y	x | lá	x^y
0	0	0	0	0
0	1	0	1	1
1	0	0	1	1
1	1	1	1	0

AND bit a bit

Este é um dos operadores lógicos bit a bit mais comumente usados. Ele é representado por um único sinal de E comercial (&). Duas expressões inteiras são escritas em cada lado do operador (&).
O resultado da operação AND bit a bit é 1 se ambos os bits tiverem o valor 1; caso contrário, o resultado será sempre 0.

Vamos considerar que temos 2 variáveis ​​op1 e op2 com valores como segue:

Op1 = 0000 1101
Op2 = 0001 1001

O resultado da operação AND nas variáveis ​​op1 e op2 será

Result = 0000 1001

Como podemos ver, duas variáveis ​​são comparadas pouco a pouco. Sempre que o valor de um bit em ambas as variáveis ​​for 1, o resultado será 1 ou então 0.

OR bit a bit

É representado por um único sinal de barra vertical (|). Duas expressões inteiras são escritas em cada lado do operador (|).

O resultado da operação OR bit a bit é 1 se pelo menos uma das expressões tiver o valor 1; caso contrário, o resultado será sempre 0.

Vamos considerar que temos 2 variáveis ​​op1 e op2 com valores como segue:

Op1 = 0000 1101
Op2 = 0001 1001

O resultado da operação OR nas variáveis ​​op1 e op2 será

Result = 0001 1101

Como podemos ver, duas variáveis ​​são comparadas pouco a pouco. Sempre que o valor de um bit em uma das variáveis ​​for 1, o resultado será 1 ou então 0.

OU exclusivo bit a bit

É representado por um símbolo (^). Duas expressões inteiras são escritas em cada lado do operador (^).

O resultado da operação OR exclusivo bit a bit é 1 se apenas uma das expressões tiver o valor 1; caso contrário, o resultado será sempre 0.

Vamos considerar que temos 2 variáveis ​​op1 e op2 com valores como segue:

Op1 = 0000 1101
Op2 = 0001 1001

O resultado da operação XOR nas variáveis ​​op1 e op2 será

Result = 0001 0100

Como podemos ver, duas variáveis ​​são comparadas pouco a pouco. Sempre que apenas uma variável mantém o valor 1, o resultado é 0, caso contrário, 0 será o resultado.

Vamos escrever um programa simples que demonstre operadores lógicos bit a bit.

#include <stdio.h>
int main() 
{
int a = 20;	/* 20 = 010100 */  
int b = 21;	/* 21 = 010101 */
int c = 0;           

c = a & b;       /* 20 = 010100 */ 
printf("AND - Value of c is %d\n", c );

c = a | b;       /* 21 = 010101 */
printf("OR - Value of c is %d\n", c );

c = a ^ b;       /* 1 = 0001 */
printf("Exclusive-OR - Value of c is %d\n", c );

getch();
}

Saída:

AND - Value of c is 20
OR - Value of c is 21
Exclusive-OR - Value of c is 1

Operadores de deslocamento bit a bit

Os operadores de deslocamento bit a bit são usados ​​para mover/deslocar os padrões de bits para o lado esquerdo ou direito. Esquerda e direita são dois operadores de turno fornecidos por 'C'que são representados da seguinte forma:

Operand << n (Left Shift)
Operand >> n (Right Shift)

Aqui,

• um operando é uma expressão inteira na qual devemos realizar a operação de deslocamento.
• 'n' é o número total de posições de bits que precisamos mudar na expressão inteira.

A operação de deslocamento para a esquerda deslocará o número 'n' de bits para o lado esquerdo. Os bits mais à esquerda na expressão serão exibidos e n bits com o valor 0 serão preenchidos no lado direito.

A operação de deslocamento para a direita deslocará o número 'n' de bits para o lado direito. Os 'n' bits mais à direita da expressão serão exibidos e o valor 0 será preenchido no lado esquerdo.

Exemplo: x é uma expressão inteira com dados 1111. Após realizar a operação shift o resultado será:

x << 2 (left shift) = 1111<<2 = 1100
x>>2 (right shift) = 1111>>2 = 0011

ShiftOs operadores s podem ser combinados, então podem ser usados ​​para extrair os dados da expressão inteira. Vamos escrever um programa para demonstrar o uso de operadores de deslocamento bitwise.

#include <stdio.h>
int main() {
int a = 20;	/* 20 = 010100 */  
int c = 0;           

c = a << 2;	/* 80 = 101000 */
printf("Left shift - Value of c is %d\n", c );

c = a >> 2;	/*05 = 000101 */
printf("Right shift - Value of c is %d\n", c );
return 0;
}

Saída:

Left shift - Value of c is 80
Right shift - Value of c is 5

Após realizar a operação de deslocamento para a esquerda o valor se tornará 80 cujo equivalente binário é 101000.

Após realizar a operação de deslocamento para a direita, o valor passará a ser 5 cujo equivalente binário é 000101.

Operador de complemento bit a bit

O complemento bit a bit também é chamado de operador de complemento, pois sempre leva apenas um valor ou um operando. É um operador unário.

Quando realizamos complemento em qualquer bit, todos os 1 se tornam 0 e vice-versa.

Se tivermos uma expressão inteira que contém 0000 1111, depois de realizar a operação de complemento bit a bit, o valor se tornará 1111 0000.

O operador de complemento bit a bit é denotado pelo símbolo til (~).

Vamos escrever um programa que demonstre a implementação do operador de complemento bit a bit.

#include <stdio.h>
int main() {
int a = 10;	/* 10 = 1010 */  
int c = 0;           
c = ~(a);      
printf("Complement - Value of c is %d\n", c );
return 0;
}

Saída:

Complement - Value of c is -11

Aqui está outro programa, com um exemplo de todas as operações discutidas até agora:

#include <stdio.h>
main() {
unsigned int x = 48;	/* 48 = 0011 0000 */  
unsigned int y = 13;	/* 13 = 0000 1101 */
int z = 0;           

z =x & y;       /* 0 = 0000 0000 */ 
printf("Bitwise AND Operator - x & y = %d\n", z );

z = x | y;       /* 61 = 0011 1101 */
printf("Bitwise OR Operator - x | y = %d\n", z );

z= x^y;       /* 61 = 0011 1101 */
printf("Bitwise XOR Operator- x^y= %d\n", z);

z = ~x;          /*-49 = 11001111 */
printf("Bitwise One's Complement Operator - ~x = %d\n", z);

z = x << 2;     /* 192 = 1100 0000 */
printf("Bitwise Left Shift Operator x << 2= %d\n", z );

z= x >> 2;     /* 12 = 0000 1100 */
printf ("Bitwise Right Shift Operator x >> 2= %d\n", z );}

Depois de compilarmos e executarmos o programa, ele produz o seguinte resultado:

Bitwise AND Operator - x & y = 0
Bitwise OR Operator - x | y = 61
Bitwise XOR Operator- x^y= 61
Bitwise One's Complement Operator - ~x = -49
Bitwise Left Shift Operator x << 2= 192
Bitwise Right Shift Operator x >> 2= 12

Resumo

• Operadores bit a bit são conjuntos de operadores especiais fornecidos por 'C.'
• Eles são usados ​​na programação em nível de bit.
• Esses operadores são usados ​​para manipular bits de uma expressão inteira.
• Lógico, deslocamento e complemento são três tipos de operadores bit a bit.
• O operador de complemento bit a bit é usado para reverter os bits de uma expressão.