C语言位运算

Python016

C语言位运算,第1张

C语言提供的位运算:

运算符

含义

&

按位与

|

按位或

按位异或

取反

<<

左移

>>

右移

说明:

1。位运算符中除∽以外,均为二目(元)运算符,即要求两侧各有一个运算了量。

2、运算量只能是整形或字符型的数据,不能为实型数据。

“按位与”运算符(&)

规定如下:

0&0=0

0&1=0

1&0=0

1&1=1

例:3&5=?

先把3和5以补码表示,再进行按位与运算。

3的补码:

00000011

5的补码:

00000101

--------------------------------------------------------------------------------

&:

00000001

3&5=1

“按位或”运算符(|)

规定如下:

0|0=0

0&1=1

1&0=1

1&1=1

例:060|017=?

将八进制数60与八进制数17进行按位或运算。

060

00110000

017

00001111

--------------------------------------------------------------------------------

|:

00111111

060|017=077

“异或”运算符(∧),也称XOR运算符

规定如下:

0∧0=0

0∧1=1

1∧0=1

1∧1=0

例:57∧42=?

将十进制数57与十进制数42进行按位异或运算。

57

00111001

42

00101010

--------------------------------------------------------------------------------

∧:

00010011

57∧42=19

“取反”运算符(∽)

规定如下:

∽0=1

∽1=0

例:∽025=?

对八进制数25(即二进制0000000000010101)按位求反。

0000000000010101

1111111111101010

∽025=177752

左移运算符(<<)

 

将一个数的二进位全部左移若干位,若高位左移后溢出,则舍弃,不起作用。

例:a=a<<2

将a的二进制数左移2位,右补0。

若a=15,即二进制数00001111,则

a

00001111

a<<1

00011110

a<<2

00111100

最后a=60

右移运算符(>>)

 

将一个数的二进位全部右移若干位,低位移出部分舍弃。

例:a=a>>2

将a的二进制数右移2位,左补0。

若a=15,即二进制数00001111,则

a

00001111

a>>1

00000111

a>>2

00000011

最后a=3

位运算符与赋值运算符结合可以组成扩展的赋值运算符

如:&=,|=,>>=,<<=,∧=

例:a&=b相当于a=a&b

a<<=2相当于a=a<<2

不同长度的数据进行位运算

如果两个数据长度不同(例如long型和int型)进行位运算时(如a&b,而a为long型,b为int型),系统会将二者按右端对齐。如果b为正数,则左侧16位补满0。若b为负,左端应补满1。如果b为无符号整数型,则左端添满0。

位运算举例

例:取一个整数a从右端开始的4∽7位

考虑如下:1、先是a右移4位,即a>>4

2、设置一个低4位全为0的数,即∽(∽0<<4)

3、将上面两式进行与运算,即a>>4&∽(∽0<<4)

程序如下:

main()

{unsigned

a,b,c,d

scanf("%o",&a)

b=a>>4

c=∽(∽0<<4)

d=b&c

printf("%o\n%o\n",a,b)

}

结果:331↙

331(a的值,八进制)

15

(d的值,八进制)

例:循环移位。要求将a进行右循环移位。即a右循环移n位,将a中原来左面(16-n)位右移n位。现假设两个字节存放一个整数。如右图。

考虑如下:1、先将a右端n位放到b中的高n位中,即:b=a<<(16-n)

2、将a右移n位,其左面高位n位补0,即c=a>>n

3、将c与b进行按位或运算,即c=c|b

程序如下:

main()

{unsigned

a,b,cint

n:

scanf("a=%o,n=%d",&a,&n)

b=a<<(16-n)

c=a>>n

c=c|b

printf("%o\n%o",a,c)

}

结果:a=157653,n=3↙

331(a的值,八进制)

15

(d的值,八进制)

位段

所谓位段是以位为单位定义长度的结构体类型中的成员。

例:struct

packed-data

{unsigned

a:2

unsigned

b:6

unsigned

c:4

unsigned

d:4

int

i

}data

具体应用要看你如何设计算法。

比较常见能够用上位运算的有:判断整数的奇偶性、ip地址的网段判断、整数扩大或缩小2的n次方、把二进制数字的某一位设置为0或者1,判断二进制数字的某一位是否为0或者1,等等。

C语言是为描述系统而设计的,它的第一个应用就是UNIX操作系统的设计,因此必须具有低级语言的特点。指针运算和位运算就是其代表。

我们知道,计算机中的信息以及控制信号均是以二进制码的0、1的形式存储和处理的。每一个0或1称为一个“位”(bit),8位构成一个字节(byte)。在内存中,每一个字节均有一个编号,称为内存地址。

在以前的各章节中,我们都是将一个字节(如字符型)和若干字节(如整型、实型等)中的内容作为一个整体进行处理的(赋值、运算、I/O操作)。

位运算则是针对这些字节中的若干位进行操作。这在系统软件设计中和自动控制中是十分有用的。

C语言的位运算符有~,<<,

>>,

&,

|,

^共6个,并可与赋值运算符相结合(除~外)成为位运算赋值操作。

应注意:参与位运算的量只能是整型和字符型。