位运算02 – 零基础入门学习C语言65(完)

第十二章:位运算02

让编程改变世界

Change the world by program

“取反”运算符(~)

~是一个单目(元)运算符,用来对一个二进制数按位取反,即将0变1,将1变0。

例如,~025是对八进制数25(即二进制数00010101)按位求反。

例如:

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“取反”运算符

左移运算符(

左移运算符是用来将一个数的各二进制 位全部左移若干位。

例如:a =

若a=15,即二进制数00001111,左移2位得00111100,(十进制数60)

若高位左移后溢出,舍弃。

左移1位相当于该数乘以2,左移2位相当于该数乘以4,15

但此结论只适用于该数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况。

假设以一个字节(8位)存一个整数,若a为无符号整型变量,则a=64时,左移一位时溢出的是0,而左移2位时,溢出的高位中包含1。

右移运算符(>>)

右移运算符是a>>2表示将a的各二进制位右移2位,移到右端的低位被舍弃,对无符号数,高位补0。

例如:a=017时: a的值用二进制形式表示为00001111, 舍弃低2位11,得到 a >> 2 == 00000011

右移一位相当于除以2

右移n位相当于除以2^n

在右移时,需要注意符号位问题:

对无符号数,右移时左边高位移入0;

对于有符号的值,如果原来符号位为0(该数为正),则左边也是移入0。

如果符号位原来为1(即负数), 则左边移入0还是1,要取决于所用的计算机系统。有的系统移入0,有的系统移入1。

移入0的称为“逻辑右移”, 即简单右移;移入1的称为“算术右移”。

例:a的值是十进制数 -2:

a == 1111 1110(用二进制形式表示)

无符号数:a>>1: 0111 1111 (逻辑右移时)

有符号数:a>>1: 1111 1111 (算术右移时)

光说不做不成,小甲鱼带大伙试验下!

天下事有难易乎,为之,则难者亦易已;不为,则易者亦难已!

位运算赋值运算符

位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符。

例如: &=, |=, >>=,

a & = b 相当于 a = a & b

a

位运算举例

题目:取一个char a从右端开始的2~5位。

① 先使a右移2位:a >> 2

目的是使要取出的那几位移到最右端,图示:

② 设置一个低4位全为1,其余全为0的数。

~ ( ~ 0

③ 将上面①、②进行&运算。

(a >> 4) & ~ ( ~ 0

题目:要求将a进行右循环移位

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循环移位

位段

信息的存取一般以字节为单位。实际上,有时存储一个信息不必用一个或多个字节。

例如,“真”或“假”用0或1表示,只需1位即可。

在计算机用于过程控制、参数检测或数据通信领域时,控制信息往往只占一个字节中的一个或几个二进制位,常常在一个字节中放几个信息。

C语言允许在一个结构体中以位为单位来指定其成员所占内存长度,这种以位为单位的成员称为“位段”或称“位域” ( bit field) 。利用位段能够用较少的位数存储数据。

struct  packed-data

{

    unsigned  a: 2;

    unsigned  b: 6;

    unsigned  c: 4;

    unsigned  d: 4;

    int  i;

}data;

关于位段的定义和引用的说明

(1) 位段成员的类型必须指定为unsigned或int类型。

(2) 若某一位段要从另一个字开始存放,可用以下形式定义:

unsigned  a:1;

unsigned b:2; // 一个存储单元      

unsigned   :0;

unsigned c:3; // 另一存储单元

a、b、c应连续存放在一个存储单元中,由于用了长度为0的位段,其作用是使下一个位段从下一个存储单元开始存放。因此,只将a、b存储在一个存储单元中,c另存在下一个单元(“存储单元”可能是一个字节,也可能是2个字节,视不同的编译系统而异)。  

(3) 一个位段必须存储在同一存储单元中,不能跨两个单元。如果第一个单元空间不能容纳下一个位段,则该空间不用,而从下一个单元起存放该位段。

(4) 可以定义无名位段。

(5) 位段的长度不能大于存储单元的长度,也不能定义位段数组。

(6) 位段可以用整型格式符输出。

(7) 位段可以在数值表达式中引用,它会被系统自动地转换成整型数。

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