任务描述
前面介绍的各种运算都是以字节为最基本位进行的,但在很多系统程序中常要求在位(bit)一级进行运算或处理。C语言提供了位运算的功能,这使C语言也能像汇编语言一样用来编写系统程序。
知识学习
所谓位运算,就是对一个比特(Bit)位进行操作。比特是一个电子元器件,8 个比特构成一个字节(Byte),它已经是粒度最小的可操作单元了。C语言提供了6 种位运算符,见表10.1。
表10.1 位运算符
(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:
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)。
(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2 个数各对应的二进位相或。只要对应的2 个二进位有一个为1 时,结果位就为1。参与运算的2 个数均以补码出现。
例如:9|5 可写算式如下:
(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:
可见9 ^ 5 =12。(www.xing528.com)
(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:
可见~9 = -10。
(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。
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。
例如:
设a=15,
a>>2
表示把000001111 右移为00000011(十进制3)。
注意:对于有符号数,在右移时,符号位将随同移动。当为正数时,最高位补0,而为负数时,符号位为1,最高位是补0 或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C 和很多系统规定为补1。
任务总结
位运算是C语言的一种特殊运算功能,它是以二进制位为单位进行运算的。位运算符只有逻辑运算和移位运算两类。位运算符可以与赋值符一起组成复合赋值符,如&=,| =,^ =,>>=,<<=等。利用位运算可以完成汇编语言的某些功能,如置位、位清零、移位等,还可进行数据的压缩存储和并行运算。
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