位運算詳釋

2021-04-25 16:39:51 字數 3514 閱讀 4780

很多系統程式中常要求在位(bit)一級進行運算或處理a。c語言提供了位運算的功能, 這使得c語言也能像組合語言一樣用來編寫系統程式。一、位運算子c語言提供了六種位運算子:

& 按位與

| 按位或

^ 按位異或

~ 取反

<< 左移

>> 右移

1. 按位與運算 按位與運算子"&"是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。只有對應的兩個二進位均為1時,結果位才為1 ,否則為0。參與運算的數以補碼方式出現。

例如:9&5可寫算式如下: 00001001 (9的二進位制補碼)&00000101 (5的二進位制補碼) 00000001 (1的二進位制補碼)可見9&5=1。

按位與運算通常用來對某些位清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 運算 ( 255 的二進位制數為0000000011111111)。

main()

2. 按位或運算 按位或運算子「|」是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相或。只要對應的二個二進位有乙個為1時,結果位就為1。參與運算的兩個數均以補碼出現。

例如:9|5可寫算式如下: 00001001|00000101

00001101 (十進位制為13)可見9|5=13

main()

3. 按位異或運算 按位異或運算子「^」是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相異或,當兩對應的二進位相異時,結果為1。

參與運算數仍以補碼出現,例如9^5可寫成算式如下: 00001001^00000101 00001100 (十進位制為12)

main()

4. 求反運算 求反運算子~為單目運算子,具有右結合性。 其功能是對參與運算的數的各二進位按位求反。例如~9的運算為: ~(0000000000001001)結果為:1111111111110110

5. 左移運算 左移運算子「<<」是雙目運算子。其功能把「<< 」左邊的運算數的各二進位全部左移若干位,由「<<」右邊的數指定移動的位數,高位丟棄,低位補0。例如: a<<4指把a的各二進位向左移動4位。如a=00000011(十進位制3),左移4位後為00110000(十進位制48)。6. 右移運算右移運算子「>>」是雙目運算子。其功能是把「>>」左邊的運算數的各二進位全部右移若干位,「>>」右邊的數指定移動的位數。

例如:設 a=15,a>>2 表示把000001111右移為00000011(十進位制3)。應該說明的是,對於有符號數,在右移時,符號位將隨同移動。當為正數時, 最高位補0,而為負數時,符號位為1,最高位是補0或是補1取決於編譯系統的規定。turbo c和很多系統規定為補1。

main()

請再看一例!

main() 位域

有些資訊在儲存時,並不需要占用乙個完整的位元組,而只需佔幾個或乙個二進位制位。例如在存放乙個開關量時,只有0和1 兩種狀態,用一位二進位即可。為了節省儲存空間,並使處理簡便,c語言又提供了一種資料結構,稱為「位域」或「位段」。所謂「位域」是把乙個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域, 並說明每個區域的位數。每個域有乙個網域名稱,允許在程式中按網域名稱進行操作。這樣就可以把幾個不同的物件用乙個位元組的二進位制位域來表示。一、位域的定義和位域變數的說明位域定義與結構定義相仿,其形式為:

struct 位域結構名

;其中位域列表的形式為: 型別說明符 位網域名稱:位域長度

例如:

struct bs;

位域變數的說明與結構變數說明的方式相同。 可採用先定義後說明,同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如:

struct bs

data;

說明data為bs變數,共佔兩個位元組。其中位域a佔8位,位域b佔2位,位域c佔6位。對於位域的定義尚有以下幾點說明:

1. 乙個位域必須儲存在同乙個位元組中,不能跨兩個位元組。如乙個位元組所剩空間不夠存放另一位域時,應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如:

struct bs

在這個位域定義中,a佔第一位元組的4位,後4位填0表示不使用,b從第二位元組開始,占用4位,c占用4位。

2. 由於位域不允許跨兩個位元組,因此位域的長度不能大於乙個位元組的長度,也就是說不能超過8位二進位。

3. 位域可以無位網域名稱,這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如:

struct k;

從以上分析可以看出,位域在本質上就是一種結構型別, 不過其成員是按二進位分配的。

二、位域的使用位域的使用和結構成員的使用相同,其一般形式為: 位域變數名·位網域名稱 位域允許用各種格式輸出。

main() 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);}

上例程式中定義了位域結構bs,三個位域為a,b,c。說明了bs型別的變數bit和指向bs型別的指標變數pbit。這表示位域也是可以使用指標的。

程式的9、10、11三行分別給三個位域賦值。(應注意賦值不能超過該位域的允許範圍)程式第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變數bit的位址送給指標變數pbit。第14行用指標方式給位域a重新賦值,賦為0。第15行使用了復合的位運算子"&=", 該行相當於:pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值為7,與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進位制值為3)。同樣,程式第16行中使用了復合位運算"|=", 相當於:pbit->c=pbit->c|1其結果為15。程式第17行用指標方式輸出了這三個域的值。

型別定義符typedef

c語言不僅提供了豐富的資料型別,而且還允許由使用者自己定義型別說明符,也就是說允許由使用者為資料型別取「別名」。型別定義符typedef即可用來完成此功能。例如,有整型量a,b,其說明如下: int aa,b;其中int是整型變數的型別說明符。int的完整寫法為integer,為了增加程式的可讀性,可把整型說明符用typedef定義為: typedef int integer這以後就可用integer來代替int作整型變數的型別說明了。 例如: integer a,b;它等效於: int a,b;用typedef定義陣列、指標、結構等型別將帶來很大的方便,不僅使程式書寫簡單而且使意義更為明確,因而增強了可讀性。例如:

typedef char name[20]; 表示name是字元陣列型別,陣列長度為20。

然後可用name 說明變數,如: name a1,a2,s1,s2;完全等效於: char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]

又如:

typedef struct stu stu;

定義stu表示stu的結構型別,然後可用stu來說明結構變數: stu body1,body2;

typedef定義的一般形式為: typedef 原型別名 新型別名 其中原型別名中含有定義部分,新型別名一般用大寫表示, 以便於區別。在有時也可用巨集定義來代替typedef的功能,但是巨集定義是由預處理完成的,而typedef則是在編譯時完成的,後者更為靈活方便。

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