C语言设计-第35章

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！


有时也可用宏定义来代替　typedef　的功能，但是宏定义是由预处理完成的，而　typedef
则是在编译时完成的，后者更为灵活方便。


12 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。Ｃ语言提供了位运算的功能，这使得Ｃ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Ｃ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=％dn〃；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
　　　｜00000101
　　　　00001101　　　　　　　　（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。参与运算数仍以补码出现，例如　9^5　可写成算式
如下：
　　　　　00001001
　　　　^00000101
　　　　　00001100　　　　　　　（十进制为　12）
【例　12。3】
main（）｛
　　　　int　a=9；
　　　　a=a^5；
　　　　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：1111111111110110
12。1。5 左移运算
左移运算符“》2
表示把　000001111　右移为　00000011（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=a》》5；
　　　　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。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，Ｃ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：
　　　　struct　bs
　　　　　｛
　　　　　　　int　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　bs
　　　　　｛
　　　　　　　int　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　bs
　　　　　｛
　　　　　　　unsigned　a：4
　　　　　　　unsigned　：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　k
　　　　　｛
　　　　　　int　a：1
　　　　　　int　　：2　　　　　　　　　　/*该　2　位不能使用*/
　　　　　　int　b：3
　　　　　　int　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
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　bs
　　　　｛
　　　　　　unsigned　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　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
&=；｜=；^=；》》=；