在对位操作方面，C提供按位逻辑运算符和移位运算符两种运算符。

其中，4个按位逻辑运算符都用于整型数据，包括char。之所以叫作按位运算，是因为这些操作都是针对每一个位进行，不影响它左右两边的位，而常规的逻辑运算符操作的是整个值。

1、 二进制反码或按位取反：～

一元运算符～把1变为0，把0变为1。例如：

～(10011010)    // 表达式
(01100101)      // 结果值

如果，val的值是2，在二进制中，00000010表示2，那么，～val的值是11111101，即253。但是，该运算符不会改变val的值，就像2 * val不会改变val的值一样，val仍然是2。

2、按位与：&

二元运算符&通过逐位比较两个运算对象，生成一个新值。对于每个位，只有两个运算对象中相应的位都为1时，结果才为1。例如：

(10010011) & (00111101)    // 表达式
(00010001)                 // 结果值

此外，C有一个按位与和赋值结合的运算符：&=。下面两条语句产生的最终结果相同：

val &= 0377;
val = val & 0377;

3、按位或：|

二元运算符|，通过逐位比较两个运算对象，生成一个新值。对于每个位，如果两个运算对象中相应的位至少有一个为1，结果就为1。例如：

(10010011) | (00111101) // 表达式
(10111111)              // 结果值

此外，C有一个按位或和赋值结合的运算符：|=。下面两条语句产生的最终作用相同：

val |= 0377;
val = val | 0377;

4、按位异或：^

二元运算符^逐位比较两个运算对象。对于每个位，如果两个运算对象中相应的位不同，结果为1。例如：

(10010011) ^ (00111101) // 表达式
(10101110)              // 结果值

此外，C有一个按位异或和赋值结合的运算符：^=。下面两条语句产生的最终作用相同：

val ^= 0377;
val = val ^ 0377;

按位与运算符常用于掩码（mask）。所谓掩码指的是一些设置为开（1）或关（0）的位组合。假设定义符号常量MASK为2（即，二进制形式为00000010），只有1号位是1，其他位都是0。下面的语句：

flags = flags & MASK;

把flags中除1号位以外的所有位都设置为0，因为使用按位与运算符（&）时，任何位与0组合都得0。1号位的值不变（如果1号位是1，那么1&1得1；如果1号位是0，那么0&1也得0）。这个过程叫作“使用掩码”，因为掩码中的0隐藏了flags中相应的位。

可以把掩码中的0看作不透明，1看作透明。表达式flags & MASK相当于用掩码覆盖在flags的位组合上，只有MASK为1的位才可见。

用&=运算符可以简化前面的代码，例如：

ch &= 0xff; /* 或者 ch &= 0377; */

oxff的二进制形式是11111111，八进制形式是0377。这个掩码保持ch中最后8位不变，其他位都设置为0。无论ch原来是8位、16位或是其他更多位，最终的值都被修改为1个8位字节。在该例中，掩码的宽度为8位。

有时，需要打开一个值中的特定位，同时保持其他位不变。例如，为了打开内置扬声器，必须打开1号位，同时保持其他位不变。这种情况可以使用按位或运算符（|）。例如：假设定义符号常量MASK为2（即，二进制形式为00000010），只有1号位是1，其他位都是0。下面的语句：

flags = flags | MASK;

把flags的1号位设置为1，且其他位不变。因为使用|运算符，任何位与0组合，结果都为本身；任何位与1组合，结果都为1。用|=运算符可以简化上面的代码，如下所示：

flags |= MASK;

和打开特定的位类似，有时也需要在不影响其他位的情况下关闭指定的位。假设要关闭变量flags中的1号位。同样，MASK只有1号位为1（即，打开）。可以这样做：

flags = flags & ～MASK;

由于MASK除1号位为1以外，其他位全为0，所以～MASK除1号位为0以外，其他位全为1。使用&，任何位与1组合都得本身，所以这条语句保持1号位不变，改变其他各位。另外，使用&，任何位与0组合都的0。所以无论1号位的初始值是什么，都将其设置为0。

假设flags是00001111，MASK是10110110，那么：

flags & ～MASK
即：
(00001111) & ～(10110110)    // 表达式 
(00001001)                   // 结果值

MASK中为1的位在结果中都被设置（清空）为0。flags中与MASK为0的位相应的位在结果中都未改变。

可以使用下面的简化形式：

flags &= ～MASK;

切换位指的是打开已关闭的位，或关闭已打开的位。可以使用按位异或运算符（^）切换位。

例如，假设flags是00001111，MASK是10110110，那么：

flags ^ MASK
即：
(00001111) ^ (10110110)    // 表达式
(10111001)                 // 结果值

flags中与MASK为1的位相对应的位都被切换了，MASK为0的位相对应的位不变。

可以使用下面的简化形式：

flags ^= MASK;

有时，需要检查某位的值。例如，flags中1号位是否被设置为1？不能这样直接比较flags和MASK：

flags == MASK /* 不能正常工作 */

这样做即使flags的1号位为1，其他位的值会导致比较结果为假。因此，必须覆盖flags中的其他位，只用1号位和MASK比较：

(flags & MASK) == MASK

由于按位运算符的优先级比==低，所以必须在flags & MASK周围加上圆括号。此外，为了避免信息漏过边界，掩码至少要与其覆盖的值宽度相同。

移位运算符用于向左或向右移动位。

1、左移：<<

左移运算符（<<）将其左侧运算对象每一位的值向左移动其右侧运算对象指定的位数。左侧运算对象移出左末端位的值丢失，用0填充空出的位置。

(10001010) << 2    // 表达式
(00101000)         // 结果值

该操作产生了一个新的位值，但是不改变其运算对象。例如，假设a为1，那么a<<2为4，但是a本身不变，仍为1。

可以使用左移赋值运算符（<<=）来更改变量的值。该运算符将变量中的位向左移动其右侧运算对象给定值的位数。例如：

int a = 1;
int b;
b = a << 2;     // 把4赋给b
a <<= 2;        // 把a的值改为4

2、右移：>>

右移运算符（>>）将其左侧运算对象每一位的值向右移动其右侧运算对象指定的位数。左侧运算对象移出右末端位的值丢。对于无符号类型，用0填充空出的位置；对于有符号类型，其结果取决于机器。空出的位置可用0填充，或者用符号位（即，最左端的位）的副本填充。例如：

(10001010) >> 2        // 表达式，有符号值
(00100010)             // 在某些系统中的结果值
(10001010) >> 2        // 表达式，有符号值
(11100010)             // 在另一些系统上的结果值

(10001010) >> 2        // 表达式，无符号值
(00100010)             // 所有系统都得到该结果值

右移赋值运算符（>>=）将其左侧的变量向右移动指定数量的位数。例如：

int a = 16;
int b;
b = a >> 3;    // b = 2，a的值仍然为16
a >>=3;        // a的值为2

1、移位运算符针对2的幂提供快速有效的乘法和除法：

• number << n        number乘以2的n次幂。

• number >> n        如果number为非负，则用number除以2的n次幂。

这些移位运算符类似于在十进制中移动小数点来乘以或除以10。

2、移位运算符还可用于从较大单元中提取一些位。例如，假设用一个unsigned long类型的值表示颜色值，低阶位字节储存红色的强度，下一个字节储存绿色的强度，第3个字节储存蓝色的强度。如果要把每种颜色的强度分别储存在3个不同的unsigned char类型的变量中。那么，可以使用下面的语句：

#define BYTE_MASK 0xff
unsigned long color = 0x002a162f;
unsigned char blue, green, red;
red = color & BYTE_MASK;
green = (color >> 8) & BYTE_MASK;
blue = (color >> 16) & BYTE_MASK;

以上代码中，使用右移运算符将8位颜色值移动至低阶字节，然后使用掩码技术把低阶字节赋给指定的变量。