C语言位操作

C语言是一种中级语言,能对计算机硬件直接操作,这就涉及到位的概念。一、位的概念我们知道,在网络
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C语言是一种中级语言,能对计算机硬件直接操作,这就涉及到位的概念。

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。(即 2、4、8等,对应移动的位数就是1、2、3)

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。


自总结:

& 0 清零(置0)

& 1 保留原值

| 0 保留原值

| 1 置1

这两个操作都有保留原值的功能,这很关键。

由此,&与|的功效可以用置0和置1来区分

例:a = 1010

1. 取第二位:

即其他位置零,第二位保留原值,然后右移一位

(a&0010)>>1

或是先右移一位,然后高三位置零。

(a>>1)&0001

2. 高位第四位置0:

第四位置零,其他位保留原值。

a&0111

3.置第三位为1:

其他位保留原值,第三位置一。

a|0100

4.第三位置1,其他位置0:

(a|0100)&0100


总结
:记住四个字
“与零或一”
“&0 |1” 功能对应 “置0置1”

所有需求都往这个上转化,先由此确定选用的位操作符,再看其他位是否需要保留,或者进一步选择下一步操作的位操作符。

比如:取某位,相当于其他位置0,所以就要用&操作。

再比如上方第四个例子。

抑或

a = 1001

a^1111 = 0110 //相当于取反

a^0000 = 1001 //相当于没变化

一个抑或的小例子:

题目:交换两个数,不用第三块儿内存

a ^=b;

b ^=a;

a ^=b;

a = a + b;

b = a - b;

a = a - b;

知识点:a^b^b = a; 即两次抑或相当于^0000,值不变。

转自:http://hi.baidu.com/donghaozheng/item/e7e0548f0d4810c698255fa5

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