位运算介绍

时间:11-10-21 栏目:技术 作者:liva 评论:0 点击: 1,696 次

下面是为运算符的作用及常见用法:

一、“按位与”运算符(&)
1、运算规则
参加运算的两个数据,按二进位进行“与”运算,如果两个相应的二进位都为1,则该位的结果值为1,否则为0,即:

0&0=0
0&1=0
1&0=0
1&1=1

2、用途
1)清零
运算对象:原来的数中为1的位,新数中相应位为0。
2)取指定位。
如想要取一个整数a(占2个字节)的低(高)字节,只需将a与八进制的377(177400)按位与即可。
3)保留某一个数的某一位。
与一个数进行&运算,此数在该位取1。

3、例如:9&5可写算式如下: 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码) 00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。
按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 , 保留低八位, 可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。

  1. main() {
  2. int a=9,b=5,c;
  3. c=a&b;
  4. printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
  5. }

二、 按位或运算符(|)
1、运算规则
参加运算的两个数据,按二进位进行“或”运算,如果两个相应的二进位都为0,则该位的结果值为0,否则为1,即:

0|0=0
0|1=1
1|0=1
1|1=1

2、用途
对一个数据的某些位定值为1。

3.例如:9|5可写算式如下: 00001001|00000101
00001101 (十进制为13)可见9|5=13

main(){
int a=9,b=5,c;
c=a|b;
printf(“a=%d\nb=%d\nc=%d\n”,a,b,c);
}

三、“异或”运算符(^)也称XOR运算符。

1、运算规则
若参加运算的两个二进位同号,则结果为0(假);异号则为1(真),即:

0^0=0
0^1=1
1^0=1
1^1=0

2、用途
1)使特定位翻转
假设有01111010,想使其低4位翻转,可以将它与00001111进行^运算。
2)与0相^,保留原值
3)交换两个值,不用临时变量
假如a=3,b=4。想将a和b的值互换,可以用以下赋值语句实现:
a=a^b; b=b^a; a=a^b;

3、例如9^5可写成算式如下: 00001001^00000101 00001100 (十进制为12)

  1. main(){
  2. int a=9;
  3. a=a^15;
  4. printf("a=%d\n",a);
  5. }

四、“取反”运算符(~)

1、运算规则
~是一个单目(元)运算符,用来对一个二进制数按位取反,即将0变1,1变0。

2、用途
使一个整数a的最低位为0,可以用:a=a&~1;

3、例如~9的运算为: ~(0000000000001001)结果为:1111111111110110

五、 左移运算符(<<)

1、运算规则
用来将一个数的各二进位全部左移若干位,右补0,高位左移后溢出,舍弃不起作用。

2、用途
左移一位相当于乘以2

3、例如:设 a=15,a>>2 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。 应该说明的是,对于有符号数,在右移时,符号位将随同移动。当为正数时, 最高位补0,而为负数时,符号位为1,最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。

  1. main(){
  2. unsigned a,b;
  3. printf("input a number: ");
  4. scanf("%d",&a);
  5. b=a>>5;
  6. b=b&15;
  7. printf("a=%d\tb=%d\n",a,b);
  8. }

请再看一例!

  1. main(){
  2. char a='a',b='b';
  3. int p,c,d;
  4. p=a;
  5. p=(p<<8)|b;
  6. d=p&0xff;
  7. c=(p&0xff00)>>8;
  8. printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d);
  9. }

六、 右移运算符(>>)

1、运算规则
用来将一个数的各二进位全部右移若干位,移到右端的低位被舍弃,对无符号数,高位补0;
对有符号数,左边移入0(“逻辑右移”)或1(“算术右移”)

2、用途
右移一位相当于除以2

七、位运算赋值运算符
位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符,如:
&=,|=,>>=,<<=,^=

八、不同长度的数据进行位运算
如果两个数据长度不同,进行位运算时(如:a&b,而a为long型,b为int型),系统会将二者按右端对齐。如果b为正数,则左侧16位补满0,若b为负数,左端应补满1,如果b为无符号整数型,则左端填满0。

位域

有些信息在存储时,并不需要占用一个完整的字节, 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时,只有0和1 两种状态, 用一位二进位即可。为了节省存储空间,并使处理简便,C语言又提供了一种数据结构,称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域, 并说明每个区域的位数。每个域有一个域名,允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿,其形式为:
struct 位域结构名
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式为: 类型说明符 位域名:位域长度

例如:
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明,同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如:
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
说明data为bs变量,共占两个字节。其中位域a占8位,位域b占2位,位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明:

1、一个位域必须存储在同一个字节中,不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时,应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如:
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0
unsigned b:4
unsigned c:4
}
在这个位域定义中,a占第一字节的4位,后4位填0表示不使用,b从第二字节开始,占用4位,c占用4位。

2、由于位域不允许跨两个字节,因此位域的长度不能大于一个字节的长度,也就是说不能超过8位二进位。

3、位域可以无位域名,这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如:
struct k
{
int a:1
int :2
int b:3
int c:2
};
从以上分析可以看出,位域在本质上就是一种结构类型, 不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同,其一般形式为: 位域变量名·位域名 位域允许用各种格式输出。
main(){
struct bs
{
unsigned a:1;
unsigned b:3;
unsigned c:4;
} bit,*pbit;
bit.a=1;
bit.b=7;
bit.c=15;
printf(“%d,%d,%d\n”,bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit->a=0;
pbit->b&=3;
pbit->c|=1;
printf(“%d,%d,%d\n”,pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}

上例程序中定义了位域结构bs,三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。
程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值,赋为0。第15行使用了复合的位运算符”&=”, 该行相当于: pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值为7,与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为3)。同样,程序第16行中使用了复合位运算”|=”, 相当于: pbit->c=pbit->c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

类型定义符typedef

C语言不仅提供了丰富的数据类型,而且还允许由用户自己定义类型说明符,也就是说允许由用户为数据类型取“别名”。 类型定义符typedef即可用来完成此功能。例如,有整型量a,b,其说明如下: int aa,b; 其中int是整型变量的类型说明符。int的完整写法为integer,

为了增加程序的可读性,可把整型说明符用typedef定义为: typedef int INTEGER 这以后就可用INTEGER来代替int作整型变量的类型说明了。 例如: INTEGER a,b;它等效于: int a,b; 用typedef定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便,不仅使程序书写简单而且使意义更为明确,因而增强了可读性。例如:
typedef char NAME[20]; 表示NAME是字符数组类型,数组长度为20。
然后可用NAME 说明变量,如: NAME a1,a2,s1,s2;完全等效于: char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]
又如:
typedef struct stu{ char name[20];
int age;
char sex;
} STU;
定义STU表示stu的结构类型,然后可用STU来说明结构变量: STU body1,body2;
typedef定义的一般形式为: typedef 原类型名 新类型名 其中原类型名中含有定义部分,新类型名一般用大写表示, 以
便于区别。在有时也可用宏定义来代替typedef的功能,但是宏定义是由预处理完成的,而typedef则是在编译时完成的,后者更为灵活方便。

例子:
例如有中种颜色选择,1代表红,2代表蓝,4带表黑,8带表白
1=0000 0001
2=0000 0010
4=0000 0100
8=0000 1000

如果你选择了2和4(既红和黑)则1(0000 0001)或2(0000 0010)或4(0000 0100)=7(0000 0101)
如果提供7给你,你怎么知道选择了1和2和4呢?答案是:7跟四个数1,2,4,8分别做或结果还是7,则说明某个被选择了
如:7或2=7,所以1被选择了 7或8=15,不等于7哦,所以8没被选择了 ,这样应该知道用途了吧

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