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

O que são Bitwise Operatores?

Bit a bit OperaOs operadores bit a bit são usados ​​para manipular dados em nível de bits, também chamado de programação em nível de bits. Eles operam em um ou mais padrões de bits ou numerais binários no nível de seus bits individuais. São usados ​​em cálculos numéricos para tornar o processo de computação mais rápido.

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

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... 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.

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 a esquerda ou para a direita. Esquerda e direita são dois operadores de deslocamento fornecidos pela linguagem 'C', 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 podem ser combinados e então podem ser usados ​​para extracVamos extrair os dados da expressão inteira. Vamos escrever um programa para demonstrar o uso dos operadores de deslocamento bit a bit.

#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 todos os operadores discutidos 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

Perguntas Frequentes