C C 語言中的位運算

2022-09-02 07:09:10 字數 2520 閱讀 7819

在電腦程式中,資料的位是可以操作的最小資料單位,理論上可以用「位運算」來完成所有的運算和操作。

一般的位操作是用來控制硬體的,或者做資料變換使用,但是,靈活的位操作可以有效地提高程式執行的效率。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。

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)。

應用:

a. 清零特定位 (mask中特定位置0,其它位為1,s=s&mask)

b. 取某數中指定位 (mask中特定位置1,其它位為0,s=s&mask)

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

應用:

常用來將源運算元某些位置1,其它位不變。 (mask中特定位置1,其它位為0 s=s|mask)

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)

應用:

a. 使特定位的值取反 (mask中特定位置1,其它位為0 s=s^mask)

b. 不引入第三變數,交換兩個變數的值 (設 a=a1,b=b1)

目 標 操 作 操作後狀態

a = a^b

b = a^b

a = a^b

4. 求反運算 

求反運算子~為單目運

算符,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。 其值相當於乘2。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。其值相當於除2。

例如:設 a=15,a>>2 表示把000001111右移為00000011(十進位制3)。對於左邊移出的空位,如果是正數則空位補0,若為負數,可能補0或補1,這取決於所用的計算機系統。移入0的叫邏輯右移,移入1的叫算術右移,turbo c採用邏輯右移。

main()

再看一例:

main() 

浮點數的儲存格式:

浮點數的儲存格式是

符號+階碼(定點整數)+尾數(定點小數)

seeeeeeeemmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

即1位符號位(0為正,1為負),8位指數字,23位尾數字

浮點數儲存前先轉化成2的k次方形式,即:

f = a1*2^k + a2*2^(k-1) + ... + ak +... +an*2^(-m) (ai = , a1 = 1)

如5.5=2^2 + 2^0 + 2^(-1)

其中的k就是指數,加127後組成8位指數字

5.5的指數字就是2+127 = 129 = 10000001

a2a3.....an就是尾數字,不足23位後補0

所以5.5 = 01000000101000000000000000000000 = 40a00000

所以,對浮點數*2、/2只要對8位符號位+、- 即可,但不是左移、右移 

C語言中的位運算

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