C语言之位操作


在第一节概述里就说了,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。

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。

添加新评论