位運算的用處

2021-06-16 16:02:58 字數 4629 閱讀 1882

一、「按位與」運算子(&) 

1、運算規則

參加運算的兩個資料,按二進位進行「與」運算,如果兩個相應的二進位都為1,則該位的結果值為1,否則為0,即:

0&0=0,0&1=0,1&0=0,1&1=1.

2、用途

(1)清零

運算物件:原來的數中為1的位,新數中相應位為0。

(2)取乙個數中某些指定位。

如想要取乙個整數a(佔2個位元組)的低(高)位元組,只需將a與八進位制的377(177400)按位與即可。

(3)保留某乙個數的某一位。

與乙個數進行&運算,此數在該位取1。

3、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()

二、 按位或運算子(|)

1、運算規則

參加運算的兩個資料,按二進位進行「或」運算,如果兩個相應的二進位都為0,則該位的結果值為0,否則為1,即:

0|0=0,0|1=1,1|0=1,1|1=1。

2、用途

對乙個資料的某些位定值為1。

3.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()

三、「異或」運算子(^)

也稱xor運算子。

1、運算規則

若參加運算的兩個二進位同號,則結果為0(假);異號則為1(真),即:

0^0=0,0^1=1,1^0=1,1^1=0.

2、用途

(1)使特定位翻轉

假設有01111010,想使其低4位翻轉,可以將它與00001111進行^運算。

(2)與0相^,保留原值

(3)交換兩個值,不用臨時變數

假如a=3,b=4。想將a和b的值互換,可以用以下賦值語句實現:

a=a^b; b=b^a;     a=a^b;

3、例如9^5可寫成算式如下: 00001001^00000101 00001100 (十進位制為12)

main()

四、「取反」運算子(~)

1、運算規則

~是乙個單目(元)運算子,用來對乙個二進位制數按位取反,即將0變1,1變0。

2、用途

使乙個整數a的最低位為0,可以用:a=a&~1;

3、例如~9的運算為: ~(0000000000001001)結果為:1111111111110110

五、 左移運算子(<<)

1、運算規則

用來將乙個數的各二進位全部左移若干位,右補0,高位左移後溢位,捨棄不起作用。

2、用途

左移一位相當於乘以2

3、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()

六、 右移運算子(>>)

1、運算規則

用來將乙個數的各二進位全部右移若干位,移到右端的低位被捨棄,對無符號數,高位補0;

對有符號數,左邊移入0(「邏輯右移」)或1(「算術右移」)

2、用途

右移一位相當於除以2

七、位運算賦值運算子

位運算子與賦值運算子可以組成復合賦值運算子,如:

&=,|=,>>=,<<=,^=

八、不同長度的資料進行位運算

如果兩個資料長度不同,進行位運算時(如:a&b,而a為long型,b為int型),系統會將二者按右端對齊。如果b為正數,則左側16位補滿0,若b為負數,左端應補滿1,如果b為無符號整數型,則左端填滿0。

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。

例子:例如有中種顏色選擇,1代表紅,2代表藍,4帶表黑,8帶表白

1=0000 0001

2=0000 0010

4=0000 0100

8=0000 1000

如果你選擇了2和4(既紅和黑)則1(0000 0001)或2(0000 0010)或4(0000 0100)=7(0000 0101)

如果提供7給你,你怎麼知道選擇了1和2和4呢?答案是:7跟四個數1,2,4,8分別做或結果還是7,則說明某個被選擇了

如:7或2=7,所以1被選擇了   7或8=15,不等於7哦,所以8沒被選擇了   ,這樣應該知道用途了吧

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