C语言学习第8篇---位运算符使用探究

作者: CodeAllen | 来源:发表于2019-06-04 22:46 被阅读0次

C语言学习第8篇---位运算符使用探究
16_位运算符分析
「C语言入门到精通」C语言运算符第02课
嵌入式C语言的位运算
【初识C语言】C语言中的运算符
C语言中关于逗号运算符的理解
关于逗号运算符的理解
C语言：按位运算
缅怀恩师系列--“C语言”
C语言基础教程之运算符

0414.jpg

说明：

本文原创作者『Allen5G』

首发于微信公众号『Allen5G』，同时也更新在我的：CSDN，简书

标签：嵌入式软件，算法，架构

很多新手都对位运算符理解的都不是很深刻，但是位运算在实际编程中使用的却很普遍，因为位运算是直接对bit的操作，效率最高。

与 &

计算
取特定位

或 |

1.计算

2.要将某几位置一，就用与这几位是1的书进行或

取反 ~

1.按位取反（变成二进制取反）

异或 ^

两个数不同时为1，否则为0

1.使特定的位翻转，要将后七位翻转，就与后七位是1的数异或

2.在不使用临时变量的情况下实现俩个变量的互换

3.经常用在简单的加密算法上

左移 << 双目运算符

左操作数必须为整型

char 和 short 被隐式转换为int后进行移位操作

右操作数的范围必须为：【0,31】

左移运算符<<将运算符的二进制位左移

规则：高位丢弃，低位补0

右移运算符>>把运算符的二进制位右移

规则：高位补符号位，低位丢弃

循环移位：

left(unsigned value, int n)                                    /*自定义左移函数*/

{

    unsigned z;

    z = (value >> (32-n)) | (value << n);                        /*循环左移的实现过程*/

    return z;

}

image.gif

循环右移

right(unsigned value, int n)                                    /*自定义右移函数*/

{

    unsigned z;

    z = (value << (32-n)) | (value >> n);                        /*循环右移的实现过程*/

    return z;

}

image.gif

位运算

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("%d\n", 3 << 2);
    printf("%d\n", 3 >> 1);
    printf("%d\n", -1 >> 1);
    printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);

    printf("%d\n", 3 << -1); // oops!

    return 0;
}

image.gif

小提示：

防错的方法：

~避免位运算符，逻辑运算符和数学运算符同时出现在一个表达式中

~当位运算符，逻辑运算符合数学运算符需要同时参与运算符时，尽量使用括号（）来表达计算次序

小技巧：

左移n位相当于乘以2的n次方，但效率比数学运算符高

右移n位相当于除以2的n次方，但效率比数学运算符高

实验2：交换两个整型变量的值

#include <stdio.h>
#define SWAP1(a, b)    \
{                      \
    int t = a;         \
    a = b;             \
    b = t;             \
}
#define SWAP2(a, b)    \
{                      \
    a = a + b;         \
    b = a - b;         \
    a = a - b;         \
}
#define SWAP3(a, b)    \
{                      \
    a = a ^ b;         \
    b = a ^ b;         \
    a = a ^ b;         \
}
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;

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

    SWAP3(a ,b);

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

    return 0;
}

image.gif

实验三：混淆概念的判断条件

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = 0;

    if( ++i | ++j & ++k )
    {
        printf("Run here...\n");
    }

    return 0;
}

image.gif

位段

位段类型是一种特殊的结构类型，其所有成员的长度均是以二进制位为单位定义的，结构中的成员被称为位段。位段定义的一般形式为：

结构结构名

{

类型变量名1：长度；

类型变量名2：长度；

……

类型变量名n：长度；

}

一个位段必须被说明是int、unsigned或signed中的一种


循环移动例子：

#include <stdio.h>

left(unsigned value, int n)                                    /*自定义左移函数*/

{

    unsigned z;

    z = (value >> (32-n)) | (value << n);                        /*循环左移的实现过程*/ 

   return z;

}

right(unsigned value, int n)                                    /*自定义右移函数*/

{

    unsigned z;

    z = (value << (32-n)) | (value >> n);                        /*循环右移的实现过程*/

    return z;

}

main()

{

    unsigned a;

    int n;

    printf("please input a number:\n");

    scanf("%o", &a);                                        /*输入一个八进制数*/

    printf("please input the number of displacement（>0）:\n");

    scanf("%d", &n);                                    /*输入要移位的位数*/

    printf("the result is %o:\n", left(a, n));                    /*将左移后的结果输出*/

    printf("the result is %o:\n", right(a, n));                    /*将右移后的结果输出*/

}