C语言笔记(六)---位运算及位域

第十二章 位运算

& 按位与
| 按位或
^ 按位异或
~ 按位取反
<< 左移:高位丢弃,低位补0
>> 右移:低位丢弃,高位补什么取决于编译系统的规定。

关于右移,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。
TurboC和很多系统规定为补1.

例子:

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 b=%d c=%d d=%d",a,b,c,d);
}

1. 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。
所以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制位划分为几个不同的区域,并声明每个区域的位数。
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:

struct 位域结构名 { 
  位域列表 
};

其中,位域列表的形式为:
类型声明符 位域名:位域长度

例如:

struct bs {
  int a:8;
  int b:2;
  int c:6;
};

位域变量的声明与结构变量的声明一样。
可以先定义后声明,同时定义声明或者直接声明这三种方式。例如:

struct bs {
  int a:8;
  int b:2;
  int c:6;
} data;

声明 data 是 bs类型变量,共占两个字节,位域 a占8位,b占2位,c占6位。

对于位域的定义尚有以下几点说明:

  • a)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储另一位域时,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4位,c占4位。

  • b)由于位域不允许跨两个字节,因为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。

  • c)位域可以无位域名,这是他只用来做填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。
    例如:

struct k {
  int a:1;
  int  :2;
  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

位域变量名.位域名

位域允许用各种格式输出。
例子:

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);
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