现在的位置: 首页 > 综合 > 正文

位操作基础

2018年01月23日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3100字 ⁄ 字号 评论关闭

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

          &             按位与

          |             按位或

          ^             按位异或

          ~             按位取反

    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

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

三、位移运算符

          符号              描述

           <<              左移

           >>              右移
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

int main(void)

{

 unsigned a,b;

 printf("input a number: ");

 scanf("%d",&a);

 b=a>>5;

 b=b&15;

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

}


     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。


       int main(int argc, char *argv[])

       {

             int num, i, cnt = 0;


             scanf("%d", &num);


             for(i = 0; i < 16; i++)

             {

                 if(num & 1 == 1)     /* 判断最低位是不是1 */

                     cnt++;     

                 num >>= 1;             /* num右移1位 */

             }

             printf("%d\n", cnt);

 

             return 0;

         }


     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。



C语言中,有时需要进行置位操作,比如针对其中的某些位。这样做的目的是既达到了目标,又不会影响其它位。常用的置位操作如下:

#define   setbit(x,y)    x|=(1<<y)  //将X的第Y位置1

#define   clrbit(x,y)    x&=~(1<<y) //将X的第Y位清0


举个例子:

int main(int argc, char* argv[])

{

      unsigned char a = 0x55;

      unsigned char b = a|(1<<1);    //第一位置1

      unsigned char c = a&~(1<<2);   //第二位置0

      printf("Hello World! 0x%x,0x%x/n",b,c);


      return 0;

}

输出0x57,0x51。0x57即从01010101,变成01010111;0x51即从01010101,变成01010001。

抱歉!评论已关闭.