一.  简介

前面一篇文章学习了 常见的 C语言基础题，文章如下：

常见C语言基础题说明一-CSDN博客

本文继续上一篇C语言基础题的学习。

二.  C语言中 -> 位运算问题

1.  数据在计算机中的存储方式

当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。

对于有符号数最高位是符号位，0代表正数，1代表负数。

对于无符号数，全部都是正数或者0。

计算机中数值都是以补码形式表示的，这样有符号数与无符号数的运算就会统一起来，进行运算时是不会区分有符号和无符号数，最后以相应的类型解释，就得到相应的结果。

原码

有符号整数的二进制编码方式，其中最高位表示符号位，0表示正数，1表示负数。其余位表示数值的绝对值。

负数的原码是在其绝对值的基础上，最高位变为1。

例如，+10的原码为0000 1010，-7的原码为1000 1010。

总结：原码虽然转换方便，但不利于计算。

反码

反码特点：

        正数情况下与原码的值不变

        负数情况下，符号位不变，但其他部分取反（0变1，1变0）

用代码理解：

        这时转换的值=10

        原码=0000 1010； 则 反码=0000 1010；

总结：反码并不利于计算，通常用来作为求补码的中间过渡。

补码

在计算机系统中，数值一律用补码来存储

补码特点：

        对于正数来说，原码、反码、补码皆相同

        对于负数来说，其补码=它的反码加1

        补码符号位不动，其他位求反，最后整个 数+1，得到补码

        这时转换的值=10

        原码=0000 1010；则反码=0000 1010； 则补码=0000 1010；

两个用补码表示的数相加时，如果最高位（有符号位）有进位时，则进位被舍弃。

2. 位运算

无符号数就是存储过程中的最高位符号位不存在，作为数据位使用，而有符号数的最高二进制位为符号位。

无符号数据类型的移位操作

对于unsigned char、unsigned short、unsigned int、unsigned long这些无符号数据类型：

没有特殊要说明的，使用<< 和 >> 操作符就可以。

有符号数据类型的移位操作

对于char、short、int、long这些有符号的数据类型：

对负数进行左移：符号位始终为1，其他位左移
对正数进行左移：所有位左移，即 <<，可能会变成负数
对负数进行右移：取绝对值，然后右移，再取相反数（也就是补齐符号位）
对正数进行右移：所有位右移，即 >>

因为左移操作不会导致符号位出现缺位，所以不考虑符号位，低位补0即可；右移操作会涉及到符号位出现缺位的问题，所以在有符号数的右移操作时要考虑符号位怎么补的问题。

3.  位运算题目（左移）

下面变量进行位移运算后，计算其值：

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{ 
    unsigned int a = 5;
    char b = 0x40;

    printf("%d\n", a<<1);
    printf("%d\n", (char)(b<<1));

    return 0;
}

打印结果如下：

分析如下：
unsigned int 类型数据为无符号数据，左移操作直接 左移即可，右边补0。所以，a左移后为 10。

而 char类型为有符号类型（unsigned char类型为无符号类型），char有符号数据可以表示一个字节的数据，能表示的数据范围为  -128~ +127。

char 类型的  b为 0x40，二进制数表示为 0100 0000。当左移一位后，变为 1000 0000（-128的补码），打印结果是  -128。

下面解释一下为什么是  -128?

在八位二进制下，因为有一位是符号位，原码和反码只能表示 0 到 127 ,-0到-127，所以-128不能用原码或反码表示。按这种说法，但由于-128的特殊性，128 因为无法用八位二进制下的原码表示，则 -128的八位二进制下的补码也是不存在的。

但是，为了在数的表示上消除编码映射的不唯一性，所以，通过人为的定义将1000 0000 强制认定为 -128的补码。

因此，-128八位二进制下的原码和反码不存在，而八位二进制下的补码为10000000。

同时，也可以理解为 -128 的补码等于模（即256）减去其绝对值，即256-128=128，而128的二进制表示就是10000000。

综上所述，b 为 有符号 char类型，所以，这里 b 打印出来的值为  -128。