第8章 C语言位运算与位段.ppt

　　前面介绍的各种运算都是以字节为基本单位而进行的，但在很多系统程序中常要求在位(bit)一级进行运算或处理，而C语言提供的位运算使得C语言能像汇编语言一样用来编写系统程序。　　学习重点：　　? ?位运算　　? ?位段 　　　　位运算的作用是按二进制位对运算对象进行操作，它能够对字节或字(双字节)中的位进行检测、设置或移位，它只适用于字符型和整型数据。 　　C语言提供了六种位运算符：　　 按位与　　 | 按位或　　 ^ 按位异或　　 ~ 取反　　 左移　　 右移　　其中，~?为单目运算符，结合性为从右到左；其余都为二目运算符，结合性为从左到右。 8.1.1 按位与运算　　按位与运算表示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，95按如下运算：　　可见，95=1。　　按位与运算通常用来对某些位清0。例如把整型变量a的高八位清0，低八位不变，可作a255运算(255的二进制数为0000000011111111)。 8.1.2 按位或运算　　按位或运算表示参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的两个二进位有一个为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按如下运算：　　可见，9?|?5=13。　　按位或运算通常用来对某些位置1。例如把整型变量a的低八位置1，高八位不变，可作a|255运算。 8.1.3 按位异或运算　　按位异或运算表示参与运算的两数各对应的二进位相异或。当对应的两个二进位相同时，结果位为0，相异时，结果为1。参与运算数仍以补码出现。　　例如，9^5按如下运算：　　可见，9^5=12。 8.1.4 求反运算　　对参与运算的数的各二进位按位求反。　　例如，~?9的运算为：　　~?(0000000000001001)　　其结果为1111111111110110(?-10的补码) 8.1.5 左移运算　　左移运算表示把“”左边的运算数各二进位全部向左移，移动的位数由“”右边的数指定。高位丢弃，低位补0。　　例如：　　 a4;　　表示把a的各二进位向左移动4位。若a?=十进制3)，则左移4位后十进制48)。 8.1.6 右移运算　　右移运算表示把“”左边的运算数各二进位全部向右移，移动的位数由“”右边的数指定。　　例如，设a?=?15，则a2表示把000001111右移十进制3)。　　需要说明的是，对于有符号数，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或补1取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。 8.1.7 位运算赋值运算符　　位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符，如?=，|=，=，=，^=等。　　例如，a = b相当于a = a b，a ?=?2相当于a?=?a 2。 　　　　有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节，而只需占一个或几个二进制位。例如，当存放一个开关量时，只有0和1两种状态，用一个二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，C语言允许在一个结构体中以位为单位来指定其成员所占内存长度，这种以位为单位的成员称为“位段”或“位域”。 　　在结构体中位段的定义格式为：　　 unsigned 成员名:二进制位数;　　例如：　　struct bytedata　　{　　 unsigned a:2; /*位段a，占2位*/　　 unsigned b:6; /*位段b，占6位*/　　}data;　　定义了名为bytedata的结构体，含两个位段成员，其中位段a占2位，位段b占6位。同时还定义了该结构体类型的变量data。 　　引用结构体的位段成员同引用结构体其他类型成员一样，但应注意位段的最大取值范围不要超出二进制位数限定的范围，否则超出部分会丢失。　　例如：　　 data.a=2; /*正确*/　　 data.a=10; /*错误，超出范围(a占2位，能容纳的最大值为3)*/　　关于位段，还需要注意以下几点：　　(1) 位段成员的数据类型必须是unsigned。 　　(2) 可以定义长度为0的位段，这使下一位段从下一存储单元(一个存储单元一般是两字节)开始。例如：　　struct bytedata　　{