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1、12 位运算 .112.1 位运算符语言提供了六种位运算符： .112.1.1 按位与运算 .112.1.2 按位或运算 .212.1.3 按位异或运算 .212.1.4 求反运算 .312.1.5 左移运算 .312.1.6 右移运算 .312.2 位域（位段） .412.3 本章小结 .612 位运算前面介绍的各种运算都是以字节作为最基本位进行的。 但在很多系统程序中常要求在位(bit)一级进行运算或处理。语言提供了位运算的功能，这使得语言也能像汇编语言一样用来编写系统程序。12.1 位运算符语言提供了六种位运算符：& 按位与| 按位或 按位异或 取反 右移12.1.1 按位与运算按位与运
2、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：00001001 (9 的二进制补码)&00000101 (5 的二进制补码)00000001 (1 的二进制补码)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)。【例 12.1】main()int a=9,b=5,c; c=a&b;printf(a=%dnb=%dnc=%d
3、n,a,b,c);12.1.2 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两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为 1 时，结果位就为 1。参与运算的两个数均以补码出现。例如：9|5 可写算式如下：00001001|0000010100001101 (十进制为 13)可见 9|5=13【例 12.2】main()int a=9,b=5,c;c=a|b;printf(a=%dnb=%dnc=%dn,a,b,c);12.1.3 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
4、码出现，例如 95 可写成算式如下：0000100100000101 00001100 (十进制为 12)【例 12.3】main()int a=9;a=a5;printf(a=%dn,a);12.1.4 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：(0000000000001001)结果为：111111111111011012.1.5 左移运算左移运算符“” 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，a2表示把 000001111 右移为 0000001
5、1(十进制 3)。应该说明的是，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。【例 12.4】main()unsigned a,b;printf(input a number: );scanf(%d,&a);b=a5;b=b&15;printf(a=%dtb=%dn,a,b);请再看一例!【例 12.5】main()char a=a,b=b; int p,c,d;p=a;p=(p8;printf(a=%dnb=%dnc=%dnd=%dn,a,b,c,d);12
6、.2 位域（位段）有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有 0 和 1 两种状态，用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“ 位段” 。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。1. 位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿，其形式为：struct 位域结构名 位域列表 ;其中位域列表的形式为：类型说明符 位域名：位域长度 例如：struc
7、t bsint a:8;int b:2;int c:6;位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如：struct bsint a:8;int b:2;int c:6;data;说明 data 为 bs 变量，共占两个字节。其中位域 a 占 8 位，位域 b 占 2 位，位域 c 占 6位。对于位域的定义尚有以下几点说明：1) 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如：struct bsunsigned a:4unsigned
8、:0 /*空域*/unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/unsigned c:4在这个位域定义中，a 占第一字节的 4 位，后 4 位填 0 表示不使用，b 从第二字节开始，占用 4 位，c 占用 4 位。2) 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过 8 位二进位。3) 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：struct kint a:1int :2 /*该 2 位不能使用*/int b:3int c:2;从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型，不过其成员是按二进位分配的。2. 位域的使用
9、位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为：位域变量名位域名位域允许用各种格式输出。【例 12.6】main()struct bsunsigned a:1;unsigned b:3;unsigned c:4; bit,*pbit;bit.a=1;bit.b=7;bit.c=15;printf(%d,%d,%dn,bit.a,bit.b,bit.c);pbit=&bit;pbit-a=0;pbit-b&=3; pbit-c|=1;printf(%d,%d,%dn,pbit-a,pbit-b,pbit-c);上例程序中定义了位域结构 bs，三个位域为 a,b,c。说明了 bs 类型的变量 bit
10、 和指向bs 类型的指针变量 pbit。这表示位域也是可以使用指针的。程序的 9、10、11 三行分别给三个位域赋值(应注意赋值不能超过该位域的允许范围)。程序第 12 行以整型量格式输出三个域的内容。第 13 行把位域变量 bit 的地址送给指针变量 pbit。第 14 行用指针方式给位域 a 重新赋值，赋为 0。第 15 行使用了复合的位运算符&=，该行相当于：pbit-b=pbit-b&3位域 b 中原有值为 7，与 3 作按位与运算的结果为 3(111&011=011,十进制值为 3)。同样，程序第 16 行中使用了复合位运算符|=，相当于：pbit-c=pbit-c|1其结果为 15。程序第 17 行用指针方式输出了这三个域的值。12.3 本章小结1. 位运算是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。2. 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。3. 位域在本质上也是结构类型，不过它的成员按二进制位分配内存。其定义、说明及使用的方式都与结构相同。4. 位域提供了一种手段，使得可在高级语言中实现数据的压缩，节省了存储空间，同时也提高了程序的效率。
