位操作运算符.doc

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)。 应用： a. 清零特定位 (mask中特定位置0，其它位为1，s=s&mask) b. 取某数中指定位 (mask中特定位置1，其它位为0，s=s&mask) 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 应用： 常用来将源操作数某些位置1，其它位不变。 (mask中特定位置1，其它位为0 s=s|mask) 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95可写成算式如下： 0000100100000101 00001100 (十进制为12) 应用： a. 使特定位的值取反 (mask中特定位置1，其它位为0 s=smask) b. 不引入第三变量，交换两个变量的值 (设 a=a1,b=b1) 目 标 操 作 操作后状态 a=a1b1 a=ab a=a1b1,b=b1 b=a1b1b1 b=ab a=a1b1,b=a1 a=b1a1a1 a=ab a=b1,b=a1 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。 其值相当于乘2。例如： a”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。其值相当于除2。 例如：设 a=15，a2 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。对于左边移出的空位，如果是正数则空位补0，若为负数，可能补0或补1，这取决于所用的计算机系统。移入0的叫逻辑右移，移入1的叫算术右移，Turbo C采用逻辑右移。main() unsigned a,b; printf(input a number: ); scanf(%d,&a); b=a5; b=b&15; printf(a=%d b=%d ,a,b); 再看一例:main() char a=a,b=b; int p,c,d; p=a; p=(p8; printf(a=%d b=%d c=%d d=%d ,a,b,c,d); 浮点数的存储格式： 浮点数的存储格式是符号+阶码(定点整数)+尾数(定点小数)SEEEEEEEEMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM即1位符号位(0为正，1为负），8位指数位，23位尾数位浮点数存储前先转化成2的k次方形式，即：f = A1*2k + A2*2(k-1) + . + Ak +. +An*2(-m) (Ai = 0, 1, A1 = 1)如5.5=22 + 20 + 2(-1)其中的k就是指数，加127后组成8位指数位5.5的指数位就是2+127 = 129 = 10000001A2A3.An就是尾数位，不足23位后补0所以5.5 = 01000000101000000000000000000000 = 40A00000所以，对浮点数*2、/2只要对8位符号位+、- 即可，但不是左移、右移 关于unsigned int 和 int 的在位运算上的不同，下面有个CU上的例子描述的很清楚： 问题：这个函数有什么问题吗？/* 本函数将两个16比特位的值连结成为一个32比特位的值。* 参数：sHighBits 高16位* sLowBits 低16位* 返回：32位值*/long CatenateBits16(short sHighBits, short sLowBits)long lResult = 0; /* 32位值的临时变量*/* 将第一个16位值放入32位值的高16位 */lResult = sHighBits;lResult = 16;/* 清除32位值的低16位 */lResult &= 0xFFFF0000;/* 将第二个16位值放入32位值的低16位 */lResult |= (long)sLowBits;return lResult;/问题的发现：我们先看如下测试代码：/int main()short sHighBits1 = 0x7fff;short sHighBits2 = 0x8f12;unsigned short usHighBits3 = 0xff12;short sLowBits1 = 0x7bcd; long lResult = 0;printf(sHighBits1 + sLowBits1 ;lResult = CatenateBits16(sHighBits1, sLowBits1);printf(lResult = %08x , lResult, lResult);lResult = CatenateBits16(sHighBits2, sLowBits1);printf(lResult = %08x , lResult, lResult);lResult = CatenateBits16(usHighBits3, sLowBits1);printf(lResult = %08x , lResult, lResult); /运行结果为：sHighBits1 + sLowBits1lResult = 7fff7bcdlResult = 8f127bcdlResult = ff127bcd嗯，运行很正确嘛于是我们就放心的在自己的程序中使用起这个函数来了。可是忽然有一天，我们的一个程序无论如何结果都不对！经过n个小时的检查和调试，最后终于追踪到CatenateBits16() ！？它的返回值居然是错的！“郁闷！”你说，“这个函数怎么会有问题呢！？”可是，更郁闷的还在后头呢，因为你把程序中的输入量作为参数，在一个简单的main()里面单步调试：/int main()short sHighBits1 = 0x7FFF;short sHighBits2 = 0x8F12;unsigned short usHighBits3 = 0x8F12;short sLowBits1 = 0x7BCD; /你实际使用的参数short sLowBits2 = 0x8BCD; /你实际使用的参数long lResult = 0;printf(sHighBits1 + sLowBits1 ;lResult = CatenateBits16(sHighBits1, sLowBits1);printf(lResult = %08x , lResult, lResult);lResult = CatenateBits16(sHighBits2, sLowBits1);printf(lResult = %08x , lResult, lResult);lResult = CatenateBits16(usHighBits3, sLowBits1);printf(lResult = %08x , lResult, lResult); printf( sHighBits1 + sLowBits2 ;lResult = CatenateBits16(sHighBits1, sLowBits2);printf(lResult = %08x , lResult, lResult);lResult = CatenateBits16(sHighBits2, sLowBits2);printf(lResult = %08x , lResult, lResult);lResult = CatenateBits16(usHighBits3, sLowBits2);printf(lResult = %08x , lResult, lResult);return 0;/发现结果竟然是：sHighBits1 + sLowBits1lResult = 7fff7bcdlResult = 8f127bcdlResult = 8f127bcdsHighBits1 + sLowBits2lResult = ffff8bcd /oops!lResult = ffff8bcd /oops!lResult = ffff8bcd /oops!前一次还好好的，后一次就ffff了？X档案？X档案的真相：注意那两个我们用来当作低16位值的sLowBits1和sLowBits2。已知：使用 sLowBits1 = 0x7bcd 时，函数返回正确的值；使用 sLowBits2 = 0x8bcd 时，函数中发生X档案。那么，sLowBits1与sLowBits2有什么区别？注意了，sLowBits1和sLowBits2都是short型（而不是unsigned short），所以在这里，sLowBits1代表一个正数值，而sLowBits2却代表了一个负数值（因为8即是二进制1000，sLowBits2最高位是1）。再看CatenateBits16()函数：/long CatenateBits16(short sHighBits, short sLowBits)long lResult = 0; /* 32位值的临时变量*/* 将第一个16位值放入32位值的高16位 */lResult = sHighBits;lResult = 16;/* 清除32位值的低16位 */lResult &= 0xFFFF0000;/* 将第二个16位值放入32位值的低16位 */lResult |= (long)sLowBits; /注意这一句！return lResult;/如果我们在函数中用printf(sLowBits = %04x , sLowBits);打印传入的sLowBits值，会发现sLowBits = 0x7bcd 时，打印结果为sLowBits = 7bcd而sLowBits = 0x8bcd时，打印结果为sLowBits = ffff8bcd是的，即使用%04x也打印出8位十六进制。因此，我们看出来了：当sLowBits = 0x8bcd时，函数中 lResult |= (long)sLowBits; 这一句执行，会先将sLowBits转换为0xffff8bcd再与lResult做或运算。由于现在lResult的值为 0xXXXX0000 （其中XXXX是任何值），所以显然，无论sHighBits是什么值，最后结果都会是0xffff8bcd而当sLowBits = 0x7bcd时，函数中 lResult |= (long)sLowBits; 这一句执行，会先将sLowBits转换为0x00007bcd再与lResult做或运算。这样做或运算出来的结果当然就是对的。也就是说，CatenateBits16()在sLowBits的最高位为0的时候表现正常，而在最高位为1的时候出现偏差。教训：在某些情况下作位运算和位处理的时候，考虑使用无符号数值因为这个时候往往不需要处理符号。即使你需要的有符号的数值，那么也应该考虑自行在调用CatenateBits16()前后做转换毕竟在位处理中，有符号数值相当诡异！下面这个CatenateBits16()版本应该会好一些：/unsigned long CatenateBits16(unsigned short sHighBits, unsigned short sLowBits)long lResult = 0;/* 将第一个16位值放入32位值的高16位 */lResult = sHighBits;lResult = 16;/* 清除32位值的低16位 */lResult &= 0xFFFF0000;/* 将第二个16位值放入