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  • C语言位操作

    C语言位操作(转)

    在计算机程序中,数据的位是可以操作的最小数据单位,理论上可以用“位运算”来完成所有的运算和操作。一般的位操作是用来控制硬件的,或者做数据变换使用,但是,灵活的位操作可以有效地提高程序运行的效率。C语言提供了位运算的功能, 这使得C语言也能像汇编语言一样用来编写系统程序。

      位运算符C语言提供了六种位运算符:

      & 按位与

      | 按位或

      ^ 按位异或

      ~ 取反

      << 左移

      >> 右移

      1. 按位与运算 按位与运算符"&"是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时,结果位才为1 ,否则为0。参与运算的数以补码方式出现。

      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)。

    应用:

    a. 清零特定位 (mask中特定位置0,其它位为1,s=s&mask)

    b. 取某数中指定位 (mask中特定位置1,其它位为0,s=s&mask)

      2. 按位或运算 按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。

       例如:9|5可写算式如下:

    00001001|00000101

    00001101 (十进制为13)可见9|5=13

    应用:

    常用来将源操作数某些位置1,其它位不变。 (mask中特定位置1,其它位为0 s=s|mask)

      3. 按位异或运算 按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或,当两对应的二进位相异时,结果为1。参与运算数仍以补码出现,例如9^5可写成算式如下:

    00001001^00000101 00001100 (十进制为12)

    应用:

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

    b. 不引入第三变量,交换两个变量的值 (设 a=a1,b=b1)

    目 标 操 作 操作后状态

    a=a1^b1 a=a^b a=a1^b1,b=b1

    b=a1^b1^b1 b=a^b a=a1^b1,b=a1

    a=b1^a1^a1 a=a^b a=b1,b=a1

      4. 求反运算 求反运算符~为单目运算符,具有右结合性。 其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如~9的运算为: ~(0000000000001001)结果为:1111111111110110

      5. 左移运算 左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的运算数的各二进位全部左移若干位,由“<<”右边的数指定移动的位数, 高位丢弃,低位补0。 其值相当于乘2。例如: a<<4 指把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3),左移4位后为00110000(十进制48)。

    6. 右移运算 右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>> ”左边的运算数的各二进位全部右移若干位,“>>”右边的数指定移动的位数。其值相当于除2。

      例如:设 a=15,a>>2 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。对于左边移出的空位,如果是正数则空位补0,若为负数,可能补0或补1,这取决于所用的计算机系统。移入0的叫逻辑右移,移入1的叫算术右移,Turbo C采用逻辑右移。

    main(){

     unsigned a,b;

     printf("input a number: ");

     scanf("%d",&a);

     b=a>>5;

     b=b&15;

     printf("a=%d b=%d ",a,b);

    }

      再看一例:

    main(){

     char a='a',b='b';

     int p,c,d;

     p=a;

     p=(p<<8)|b;

     d=p&0xff;

     c=(p&0xff00)>>8;

     printf("a=%d b=%d c=%d d=%d ",a,b,c,d);

    }

    浮点数的存储格式:

    浮点数的存储格式是符号+阶码(定点整数)+尾数(定点小数)

    SEEEEEEEEMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM

    即1位符号位(0为正,1为负),8位指数位,23位尾数位

    浮点数存储前先转化成2的k次方形式,即:

    f = A1*2^k + A2*2^(k-1) + ... + Ak +... +An*2^(-m) (Ai = {0, 1}, A1 = 1)

    如5.5=2^2 + 2^0 + 2^(-1)

    其中的k就是指数,加127后组成8位指数位

    5.5的指数位就是2+127 = 129 = 10000001

    A2A3.....An就是尾数位,不足23位后补0

    所以5.5 = 01000000101000000000000000000000 = 40A00000

    所以,对浮点数*2、/2只要对8位符号位+、- 即可,但不是左移、右移

    关于unsigned int 和 int 的在位运算上的不同,下面有个CU上的例子描述的很清楚:

    [问题]:这个函数有什么问题吗?

    /////////////////////////////////////////////////

    /**

    * 本函数将两个16比特位的值连结成为一个32比特位的值。

    * 参数:sHighBits 高16位

    * sLowBits 低16位

    * 返回:32位值

    **/

    long CatenateBits16(short sHighBits, short sLowBits)

    {

    long lResult = 0; /* 32位值的临时变量*/

    /* 将第一个16位值放入32位值的高16位 */

    lResult = sHighBits;

    lResult <<= 16;

    /* 清除32位值的低16位 */

    lResult &= 0xFFFF0000;

    /* 将第二个16位值放入32位值的低16位 */

    lResult |= (long)sLowBits;

    return lResult;

    }

    /////////////////////////////////////////////////

    [问题的发现]:

    我们先看如下测试代码:

    /////////////////////////////////////////////////

    int main()

    {

    short sHighBits1 = 0x7fff;

    short sHighBits2 = 0x8f12;

    unsigned short usHighBits3 = 0xff12;

    short sLowBits1 = 0x7bcd;

    long lResult = 0;

    printf("[sHighBits1 + sLowBits1] ";

    lResult = CatenateBits16(sHighBits1, sLowBits1);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    lResult = CatenateBits16(sHighBits2, sLowBits1);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    lResult = CatenateBits16(usHighBits3, sLowBits1);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    }

    /////////////////////////////////////////////////

    运行结果为:

    [sHighBits1 + sLowBits1]

    lResult = 7fff7bcd

    lResult = 8f127bcd

    lResult = ff127bcd

    嗯,运行很正确嘛……于是我们就放心的在自己的程序中使用起这个函数来了。

    可是忽然有一天,我们的一个程序无论如何结果都不对!经过n个小时的检查和调试,最后终于追踪到……CatenateBits16() !?它的返回值居然是错的!!

    “郁闷!”你说,“这个函数怎么会有问题呢!?”

    可是,更郁闷的还在后头呢,因为你把程序中的输入量作为参数,在一个简单的main()里面单步调试:

    /////////////////////////////////////////////////

    int main()

    {

    short sHighBits1 = 0x7FFF;

    short sHighBits2 = 0x8F12;

    unsigned short usHighBits3 = 0x8F12;

    short sLowBits1 = 0x7BCD; //你实际使用的参数

    short sLowBits2 = 0x8BCD; //你实际使用的参数

    long lResult = 0;

    printf("[sHighBits1 + sLowBits1] ";

    lResult = CatenateBits16(sHighBits1, sLowBits1);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    lResult = CatenateBits16(sHighBits2, sLowBits1);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    lResult = CatenateBits16(usHighBits3, sLowBits1);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    printf(" [sHighBits1 + sLowBits2] ";

    lResult = CatenateBits16(sHighBits1, sLowBits2);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    lResult = CatenateBits16(sHighBits2, sLowBits2);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    lResult = CatenateBits16(usHighBits3, sLowBits2);

    printf("lResult = %08x ", lResult, lResult);

    return 0;

    }

    /////////////////////////////////////////////////

    发现结果竟然是:

    [sHighBits1 + sLowBits1]

    lResult = 7fff7bcd

    lResult = 8f127bcd

    lResult = 8f127bcd

    [sHighBits1 + sLowBits2]

    lResult = ffff8bcd //oops!

    lResult = ffff8bcd //oops!

    lResult = ffff8bcd //oops!

    前一次还好好的,后一次就ffff了?X档案?

    [X档案的真相]:

    注意那两个我们用来当作低16位值的sLowBits1和sLowBits2。

    已知:

    使用 sLowBits1 = 0x7bcd 时,函数返回正确的值;

    使用 sLowBits2 = 0x8bcd 时,函数中发生X档案。

    那么,sLowBits1与sLowBits2有什么区别?

    注意了,sLowBits1和sLowBits2都是short型(而不是unsigned short),所以在这里,sLowBits1代表一个正数值,而sLowBits2却代表了一个负数值(因为8即是二进制1000,sLowBits2最高位是1)。

    再看CatenateBits16()函数:

    /////////////////////////////////////////////////

    long CatenateBits16(short sHighBits, short sLowBits)

    {

    long lResult = 0; /* 32位值的临时变量*/

    /* 将第一个16位值放入32位值的高16位 */

    lResult = sHighBits;

    lResult <<= 16;

    /* 清除32位值的低16位 */

    lResult &= 0xFFFF0000;

    /* 将第二个16位值放入32位值的低16位 */

    lResult |= (long)sLowBits; //注意这一句!!!!

    return lResult;

    }

    /////////////////////////////////////////////////

    如果我们在函数中用

    printf("sLowBits = %04x ", sLowBits);

    打印传入的sLowBits值,会发现

    sLowBits = 0x7bcd 时,打印结果为

    sLowBits = 7bcd

    而sLowBits = 0x8bcd时,打印结果为

    sLowBits = ffff8bcd

    是的,即使用%04x也打印出8位十六进制。

    因此,我们看出来了:

    当sLowBits = 0x8bcd时,函数中 "lResult |= (long)sLowBits;" 这一句执行,会先将sLowBits转换为

    0xffff8bcd

    再与lResult做或运算。由于现在lResult的值为 0xXXXX0000 (其中XXXX是任何值),所以显然,无论sHighBits是什么值,最后结果都会是

    0xffff8bcd

    而当sLowBits = 0x7bcd时,函数中 "lResult |= (long)sLowBits;" 这一句执行,会先将sLowBits转换为

    0x00007bcd

    再与lResult做或运算。这样做或运算出来的结果当然就是对的。

    也就是说,CatenateBits16()在sLowBits的最高位为0的时候表现正常,而在最高位为1的时候出现偏差。

    [教训:在某些情况下作位运算和位处理的时候,考虑使用无符号数值——因为这个时候往往不需要处理符号。即使你需要的有符号的数值,那么也应该考虑自行在调用CatenateBits16()前后做转换——毕竟在位处理中,有符号数值相当诡异!]

    下面这个CatenateBits16()版本应该会好一些:

    /////////////////////////////////////////////////

    unsigned long CatenateBits16(unsigned short sHighBits, unsigned short sLowBits)

    {

    long lResult = 0;

    /* 将第一个16位值放入32位值的高16位 */

    lResult = sHighBits;

    lResult <<= 16;

    /* 清除32位值的低16位 */

    lResult &= 0xFFFF0000;

    /* 将第二个16位值放入32位值的低16位 */

    lResult |= (long)sLowBits & 0x0000FFFF;

    return lResult;

    }

    /////////////////////////////////////////////////

    注意其中的 "lResult |= (long)sLowBits & 0x0000FFFF;"。事实上,现在即使我们把CatenateBits16()函数的参数(特别是sLowBits)声明为short,结果也会是对的。
     

    c语言位操作的一些注意事项

    1. 位操作尽量使用unsigned char,而不是char,否则会使你混乱

    如果你使用char,那么一个普通的字符,0xe3,因为首位是1,所以当他被转换为16位长时,成了0xffffffe3,而不是我们想要的0x000000e3,因为他是一个有符号的负数。
    举例如下:
    #include <stdlib.h>
    #include <stdio.h>

    int main()
    {
    //    char buf[10] = {0};
        unsigned char buf[10] = {0};
        char sbuf[10] = {0};
        buf[0] = 0xe3;
        buf[1] = 0xb4;
        sbuf[0] = 0xe3;
        sbuf[1] = 0xb4;
        unsigned short pid1, pid2, pid3;
       
    /*bit operations with unsigned chars*/
        printf("bit operations with unsigned chars:\n");
        pid1= (buf[0]&0x1f);
        pid2= ((buf[0]&0x1f)<<8);
        pid3= ((buf[0]&0x1f)<<8)|buf[1];
       

        printf( "pid1 = %x\n", pid1  );
        printf( "pid2 = %2x\n", pid2  );
        printf( "pid3 = %2x\n", pid3  );


    /*bit operations with signed chars*/
        printf("bit operations with signed chars:\n");
        pid1= (sbuf[0]&0x1f);
        pid2= ((sbuf[0]&0x1f)<<8);
        pid3= ((sbuf[0]&0x1f)<<8)|sbuf[1];
       

        printf( "pid1 = %x\n", pid1  );
        printf( "pid2 = %2x\n", pid2  );
        printf( "pid3 = %2x\n", pid3  );

    }

    结果如下:
    [shaoting@serverbj6:/user/shaoting/DVB-T]$ ./a.out
    bit operations with unsigned chars:
    pid1 = 3
    pid2 = 300
    pid3 = 3b4
    bit operations with signed chars:
    pid1 = 3
    pid2 = 300
    pid3 = ffb4

    可见,pid3的两次取值,因为一个是针对unsigned char的buffer,另一个是针对char的buffer而使结果不同。


    2. 每次操作最好用括号括起来,不要随意猜想其算术优先级
    位操作的优先级比算数运算优先级低,如果记不清楚,就将其括起来,不要想当然,例子:

    #include <stdlib.h>
    #include <stdio.h>

    int main()
    {
        unsigned char buf[10] = {0};
        buf[0] = 0xf0;
        buf[1] = 0x03;
        unsigned short pid3, pid4;
       
        pid3= 5+ ((buf[0]&0x0f)<<8)|buf[1];
        pid4 =5+ (((buf[0]&0x0f)<<8)|buf[1]);

       

        printf( "pid3 = %2x\n", pid3  );
        printf( "pid4 = %2x\n", pid4  );
       
    }

    结果:
    [shaoting@serverbj6:/user/shaoting/DVB-T]$ ./a.out
    pid3 =  7
    pid4 =  8

    可见,我们以为pid3和pid4结果应该是一样的,都是8,但我们错了,pid3的计算结果其实是等于
    (5+ ((buf[0]&0x0f)<<8))|buf[1],即先进行了加法计算,在进行了位与计算。

    在对单处机进行编程的过程中,对位的操作是经常遇到的。C51对位的操控能力是非常强大的。从这一点上,
    可以看出C不光具有高级语言的灵活性,又有低级语言贴近硬件的特点。这也是在各个领域中都可以看到C的重
    原因。在这一节中将详细讲解C51中的位操作及其应用。
    1、位运算符
    C51提供了几种位操作符,如下表所示:
    1)“按位与”运算符(&)
    参加运算的两个数据,按二进位进行“与”运算。原则是全1为1,有0为0,即:
    0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
    如下例:
    a=5&3; //a=(0b 0101) & (0b 0011) =0b 0001 =1
    那么如果参加运算的两个数为负数,又该如何算呢?会以其补码形式表示的二进制数来
    与运算。
    a=-5&-3; //a=(0b 1011) & (0b1101) =0b 1001 =-7 
    在实际的应用中与操作经常被用于实现特定的功能:
    1.清零
    “按位与”通常被用来使变量中的某一位清零。如下例:
    a=0xfe; //a=0b 11111110
    a=a&0x55; 
    //使变量a的第1位、第3位、第5位、第7位清零 a= 0b 01010100
    2.检测位
    要知道一个变量中某一位是‘1’还是‘0’,可以使用与操作来实现。
    a=0xf5; //a=0b 11110101
    result=a&0x08; //检测a的第三位,result=0
    3.保留变量的某一位
    要屏蔽某一个变量的其它位,而保留某些位,也可以使用与操作来实现。
    a=0x55; //a=0b 01010101
    运算符  含义  运算符  含义
    &  按位与  ~  取反
    |  按位或  <<   左移
    ^  按位异或  >>   右移

    a=a&0x0f; //将高四位清零,而保留低四位 a=0x05 
      2)“按位或”运算符(|)                       
                参与或操作的两个位,只要有一个为‘1’,则结果为‘1’。即有‘1’为‘1’
    ‘0’为‘0’。
                               0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1;
    例如:
                    a=0x30|0x0f; //a=(0b00110000)|(0b00001111)=(0b00111111)=0x3f
    “按位或”运算最普遍的应用就是对一个变量的某些位置‘1’。如下例:
    a=0x00; //a=0b 00000000
    a=a|0x7f; //将a的低7位置为1,a=0x7f
    3)“异或”运算符(^)
                异或运算符^又被称为XOR运算符。当参与运算的两个位相同(‘1’与‘1’或
    与‘0’)时结果为‘0’。不同时为‘1’。即相同为0,不同为1。
               0^0=0; 0^1=1; 1^0=1;1^1=0;
    例如:
                    a=0x55^0x3f; //a=(0b01010101)^(0b00111111)=(0b01101010)=0x6a
    异或运算主要有以下几种应用:
                1.翻转某一位
                      当一个位与‘1’作异或运算时结果就为此位翻转后的值。如下例:

                      当一个位与‘1’作异或运算时结果就为此位翻转后的值。如下例:
    a=0x35; //a=0b00110101
    a=a^0x0f; //a=0b00111010 a的低四位翻转
                      关于异或的这一作用,有一个典型的应用,即取浮点的相反数,具体的实现
    下:
    f=1.23; //f为浮点型变量  值为1.23
    f=f*-1; //f乘以-1,实现取其相反数,要进行一次乘运算
    f=1.23;
    ((unsigned char *)&f)[0]^=0x80; //将浮点数f的符号位进行翻转实现取相反数 
              
                2.保留原值
                  当一个位与‘0’作异或运算时,结果就为此位的值。如下例:
    a=0xff; //a=0b11111111
    a=a^0x0f; //a=0b11110000 与0x0f作异或,高四位不变,低四位翻转
                3.交换两个变量的值,而不用临时变量
                  要交换两个变量的值,传统的方法都需要一个临时变量。实现如下:
    void swap(unsigned char *pa,unsigned char *pb)
    {
    unsigned char temp=*pa;//定义临时变量,将pa指向的变量值赋给它
    *pa=*pb;
    *pb=temp;  //变量值对调
    }
    而使用异或的方法来实现,就可以不用临时变量,如下: 

    void swap_xor(unsigned char *pa,unsigned char *pb)

    {
    *pa=*pa^*pb;
    *pb=*pa^*pb;
    *pa=*pa^*pb; //采用异或实现变量对调
    }
    从上例中可以看到异或运算在开发中是非常实用和神奇的。
      4)“取反”运算符(~)
                      与其它运算符不同,“取反”运算符为单目运算符,即它的操作数只有一个
    它的功能就是对操作数按位取反。也就是是‘1’得‘0’,是‘0’得‘1’。
                             ~1=0; ~0=1;
    如下例:
    a=0xff; //a=0b11111111
    a=~a; //a=0b00000000
    1.对小于0的有符号整型变量取相反数
    d=-1; 
    //d为有符号整型变量,赋值为-1,内存表示为0b 11111111 11111111
    d=~d+1; //取d的相反数,d=1,内存表示0b 00000000 00000001              
        此例运用了负整型数在内存以补码方式来存储的这一原理来实现的。负数的补码方式是这样
    的:负数的绝对值的内存表示取反加1,就为此负数的内存表示。如-23如果为八位有
    符号整型数,则其绝对值23的内存表示为0b00010111,对其取反则为0b11101000
    再加1为0b11101001,即为0XE9,与Keil仿真结果是相吻合的:
          2.增强可移植性
                        关于“增强可移植性”用以下实例来讲解:
                        假如在一种单片机中unsigned char类型是八个位(1个字节),那么一个此
    型的变量a=0x67,对其最低位清零。则可以用以下方法:
    a=0x67; //a=0b 0110 0111
    a=a&0xfe; //a=0b 0110 0110
    上面的程序似乎没有什么问题,使用0xfe这一因子就可以实现一个unsigned char型的变量最低位清
    零。但如果在另一种单片机中的unsigned char类型被定义为16个位(两个字节),
    那么这种方法就会出错,如下:
    b=0x6767; //假设b为另一种单片机中的unsigned char 类型变量,值为0b 0110
    0111 0110 0111
    b=b&0xfe; //如果此时因子仍为0xfe的话,则结果就为0b 0000 0000 0110 0110
    0x0066,而与0x6766不相吻合 
    上例中的问题就是因为不同环境中的数据类型差异所造成的,即程序的可移植性不好。对于这种
    况可以采用如下方法来解决: 
    a=0x67; //a=0b 0110 0111
    a=a&~1; //在不同的环境中~1将自动匹配运算因子,实现最后一位清零  a=0x66
    其中~1为 0b 11111110
    b=0x6767; //a=0b 0110 0111 0110 0111
    b=a&~1; //~1=0b 1111 1111 1111 1110,b=0b 0110 0111 0110 0110 ,即0x6766
    5)左移运算符(<<)

        左移运算符用来将一个数的各位全部向左移若干位。如:
                       a=a<<2
    表示将a的各位左移2位,右边补0。如果a=34(0x22或0b00100010),左移2位得0b10001000,即十
    的136。高位在左移后溢出,不起作用。
                        从上例可以看到,a被左移2位后,由34变为了136,是原来的4倍。而如果左
    移1位,就为0b01000100,即十进制的68,是原来的2倍,很显然,左移N位,就等
    乘以了2N。但一结论只适用于左移时被溢出的高位中不包含‘1’的情况。比如
    a=64; //a=0b 0100 0000
    a=a<<2; //a=0b 0000 0000
    其实可以这样来想,a为unsigned char型变量,值为64,左移2位后等于乘以了4,即64X4=256,
    种类型的变量在表达256时,就成为了0x00,产生了一个进位,即溢出了一个
    ‘1’。
                        在作乘以2N这种操作时,如果使用左移,将比用乘法快得多。因此在程序中
    适应的使用左移,可以提高程序的运行效率。
    6)右移运算符
                     右移与左移相类似,只是位移的方向不同。如:
                                       a=a>>1
    表示将a的各位向右移动1位。与左移相对应的,左移一位就相当于除以2,右移N位,就相当于除以
    2N。
                       在右移的过程中,要注意的一个地方就是符号位问题。对于无符号数右移时
    边高位移和‘0’。对于有符号数来说,如果原来符号位为‘0’,则左边高位为
    入‘0’,而如果符号位为‘1’,则左边移入‘0’还是‘1’就要看实际的编译
    了,移入‘0’的称为“逻辑右移”,移入‘1’的称为“算术右移”。Keil中采用
    “算术右移”的方式来进行编译。如下:

    d=-32; //d为有符号整型变量,值为-32,内存表示为0b 11100000
    d=d>>1;//右移一位 d为 0b 11110000 即-16,Keil采用"算术逻辑"进行编译
    7)位运算赋值运算符
                        在对一个变量进行了位操作中,要将其结果再赋给该变量,就可以使用位
    算赋值运算符。位运算赋值运算符如下:
    &=, |=,^=,~=,<<=, >>=
    例如:a&=b相当于a=a&b,a>>=2相当于a>>=2。
        8)不同长度的数据进行位运算
                        如果参与运算的两个数据的长度不同时,如a为char型,b为int型,则编译
    将二者按右端补齐。如果a为正数,则会在左边补满‘0’。若a为负数,左边补满
    ‘1’。如果a为无符号整型,则左边会添满‘0’。
    a=0x00; //a=0b 00000000
    d=0xffff; //d=0b 11111111 11111111
    d&=a; //a为无符号型,左边添0,补齐为0b 00000000 00000000,d=0b 00000000
    00000000

    C位操作

    programmi...   2008-03-18 14:56   阅读210   评论0  

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    一、位的概念
         我们知道,在计算机中,一字节占8位(现在的某些电脑也有占16位的),这样表示的数的范围为0-255,也即00000000-11111111。位就是里面的0和1。
             char c=100;
         实际上c应该是01100100,正好是64H。其中高位在前,低位在后。
                      |       |
                    第7位   第0位

    二、位逻辑运算符

             符号          描述
              &            位逻辑与
              |            位逻辑或
              ^            位逻辑异或
              ~            取补

         表中除去最后一个运算符是单目运算符,其他都是双目运算符。这些运算符只能用于整型表达式。位逻辑运算符通常用于对整型变量进行位的设置、清零、取反、以及对某些选定的位进行检测。在程序中一般被程序员用来作为开关标志。较低层次的硬件设备驱动程序,经常需要对输入输出设备进行位操作。

              & 运算的规则是当两个位都为1时,结果为1,否则为0;
              | 运算的规则是当两个位都为0时,结果为0,否则为1;
              ^ 运算的规则是当两个位相同时,结果为0,否则为1;
              ~ 运算的规则是当为1时结果为0,当为0时,结果为1。

         设置位:设置某位为1,而其他位保持不变,可以使用位逻辑或运算。
             char c;
             c=c|0x40;
         这样不论c原先是多少,和01000000或以后,总能使第6位为1,而其他位不变。

         清除位:设置某位为0,而其他位保持不变。可以使用位逻辑与运算。
             c=c&0xBF;
         这样c和10111111与以后,总能使第6位为0,其他位保持不变。
         那如果想让某位为1,其他位都为0怎么办呢?

    三、位移运算符
              符号              描述
               <<               左移
               >>               右移

         位移运算符作用于其左侧的变量,其右侧的表达式的值就是移动的位数,运算结果就是移动后的变量结果。
             b=a<<2;
         就是a的值左移两位并赋值为b。a本身的值并没有改变。
                   
         向左移位就是在低位沙锅补0,向右移位就是在高位上补0。右移时可以保持结果的符号位,也就是右移时,如果最高位为1,是符号位,则补1而不是补0。
         程序员常常对右移运算符来实现整数除法运算,对左移运算符来实现整数乘法运算。其中用来实现乘法和除法的因子必须是2的幂次。

         举例:输入一个整数,判断这个数中有几个二进制位1?例如输入67,输出结果应该为3。因为67的相应二进制数为00000000 01000011(0043H),有3个1出现。
         分析:要判断是不是1,只需要判断该位与1与以后是不是1就可以知道。一个整数,判断16次即可。

             main()
             {
                 int num,k;
                 int count=0;                /* 记录1的个数 */
                 scanf("%d",&num);
                 for(k=0;k<16;k++)
                 {
                     if(num&1==1) count++;     /* 判断最低位是不是1 */
                     num>>=1;                  /* num右移1位 */
                 }
                 printf("%d\n",count);
             }

         这样每次都判断最低位是不是1,判断完以后,让前面的右移一位即可。
         对位的操作,一般程序中用的不多,但是在对计算机硬件操作时,肯定会涉及到。例如,我们以后要讲到的对串口和声卡操作就要用到一些。


    本文来自CSDN博客:http://blog.csdn.net/exceptionist/archive/2010/02/10/5305312.aspx

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/pbreak/p/1775724.html
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