C语言位运算

& 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</p><p> scanf("%o",&a)</p><p> b=a>>4</p><p> c=∽(∽0<<4)</p><p> d=b&c</p><p> printf("%o\n%o\n",a,b)</p><p>} 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:</p><p> scanf("a=%o,n=%d",&a,&n)</p><p> b=a<<(16-n)</p><p> c=a>>n</p><p> c=c|b</p><p> printf("%o\n%o",a,c)</p><p>} 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</p><p> unsigned b:6</p><p> unsigned c:4</p><p> unsigned d:4</p><p> int i</p><p>}data

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。

一、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

<<左移

>>右移

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)。

main(){

int a=9,b=5,c

c=a&b

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c)

}

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

main(){

int a=9,b=5,c

c=a|b

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c)

}

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)

main(){

int a=9

a=a^15

printf("a=%d\n",a)

}

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

5. 左移运算 左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<<”左边的运算数的各二进位全部左移若干位，由“<<”右边的数指定移动的位数，

高位丢弃，低位补0。例如： a<<4 指把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3)，左移4位后为00110000(十进制48)。6. 右移运算 右移运算符“>>”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，a>>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。

main(){

unsigned a,b

printf("input a number: ")

scanf("%d",&a)

b=a>>5

b=b&15

printf("a=%d\tb=%d\n",a,b)

}

请再看一例!

main(){

char a='a',b='b'

int p,c,d

p=a

p=(p<<8)|b

d=p&0xff

c=(p&0xff00)>>8

printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d)

}

位域

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 *** 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。一、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。

二、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。

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,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c)

pbit=&bit

pbit->a=0

pbit->b&=3

pbit->c|=1

printf("%d,%d,%d\n",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"|="， 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。

类型定义符typedef

C语言不仅提供了丰富的数据类型，而且还允许由用户自己定义类型说明符，也就是说允许由用户为数据类型取“别名”。 类型定义符typedef即可用来完成此功能。例如，有整型量a,b,其说明如下： int aa,b其中int是整型变量的类型说明符。int的完整写法为integer，

为了增加程序的可读性，可把整型说明符用typedef定义为： typedef int INTEGER 这以后就可用INTEGER来代替int作整型变量的类型说明了。 例如： INTEGER a,b它等效于： int a,b用typedef定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便，不仅使程序书写简单而且使意义更为明确，因而增强了可读性。例如：

typedef char NAME[20]表示NAME是字符数组类型，数组长度为20。

然后可用NAME 说明变量，如： NAME a1,a2,s1,s2完全等效于： char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]

又如：

typedef struct stu{ char name[20]

int age

char sex

} STU

定义STU表示stu的结构类型，然后可用STU来说明结构变量： STU body1,body2

typedef定义的一般形式为： typedef 原类型名 新类型名 其中原类型名中含有定义部分，新类型名一般用大写表示， 以

便于区别。在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。