深入理解位运算符与C语言运算符优先级

在C语言中，位运算符允许我们直接对整数的二进制位进行操作。这些操作在底层编程、优化性能和硬件级交互中非常有用。本文将详细解析C语言中的位运算符及其用法，并探讨C语言中的运算符优先级。

一、位运算符及其用法

1. 按位与(&)
   按位与运算符比较两个操作数的每一个位，如果两个相应的位都为1，则结果为1，否则为0。

   示例：

   int a = 60;    // 60的二进制表示为 0011 1100
   int b = 13;    // 13的二进制表示为 0000 1101
   int result = a & b;  // result的二进制表示为 0000 1100，即12

2. 按位或(|)
   按位或运算符比较两个操作数的每一个位，如果两个相应的位中至少有一个为1，则结果为1，否则为0。

   示例：

   int a = 60;    // 60的二进制表示为 0011 1100
   int b = 13;    // 13的二进制表示为 0000 1101
   int result = a | b;  // result的二进制表示为 0011 1101，即61

3. 按位异或(^)
   按位异或运算符比较两个操作数的每一个位，如果两个相应的位不同，则结果为1，如果相同则为0。

   示例：

   int a = 60;    // 60的二进制表示为 0011 1100
   int b = 13;    // 13的二进制表示为 0000 1101
   int result = a ^ b;  // result的二进制表示为 0011 0001，即49

4. 按位取反(~)
   按位取反运算符是一个单目运算符，它反转操作数的所有位，即0变为1，1变为0。

   示例：

   int a = 60;    // 60的二进制表示为 0011 1100
   int result = ~a;  // result的二进制表示为 1100 0011，但因为是带符号整数，实际结果为-61

5. 左移(<<)
   左移运算符将操作数的所有位向左移动指定的位数，右侧空出的位用0填充。

   示例：

   int a = 5;     // 5的二进制表示为 0000 0101
   int result = a << 2;  // result的二进制表示为 0001 0100，即4

6. 右移(>>)
   右移运算符将操作数的所有位向右移动指定的位数，左侧空出的位用符号位填充（算术右移），对于无符号整数则填充0。

   示例：

   int a = 5;     // 5的二进制表示为 0000 0101
   int result = a >> 2;  // result的二进制表示为 0000 0001，即1

二、C语言运算符优先级

在C语言中，运算符优先级决定了表达式中运算的执行顺序。位运算符的优先级相对较高，但低于算术运算符和关系运算符，而高于赋值运算符。

下面是一个运算符优先级的简单列表（从高到低）：

1. 后缀运算符：[]、.、()、->
2. 单目运算符：++、—、!、~、+
3. 乘性运算符：*、/、%
4. 加性运算符：+、-
5. 移位运算符：<<、>>
6. 关系运算符：<、<=、>、>=
   7.