C语言的设计具备了汇编语言的运算能力,它支持全部的位操作符。
位操作符是对字节或字中的位进行测试、置位或移位处理,在对微处理器的编程中,特别适合对寄存器、I/O端口进行操作。
6种位操作符:
(1) & :按位“与”——仅当两个操作数为1时,结果为1,否则为0。如:1000 1000 & 1000 0001 = 1000 0000;
(2) | :按位“或”——仅当两个操作数为0时,结果为0,否则为1。如:1000 1000 | 1000 0001 = 1000 1001;
(3) ^:按位“异或”——仅当两个操作数不同时,相应的输出结果才为1,否则为0。
如:1000 1000 ^ 1000 0001 = 0000 1001 ;
(4) ~ :“取反”——把1置为0,0置为1。如:~1000 1000 = 0111 0111;
(5) <<: “左移”——将变量的各位按要求向左移动若干位。如:0000 1000 <<3 = 0100 0000;
(6) >>: “右移”——将变量的各位按要求向右移动若干位。如:0000 1000>>3=0000 0001;
位运算符的应用:
(1)直接交换两个变量的值
例如,若有变量a = 3,b = 4,想要交换它们的值,可以做如下一组操作:
a ^ = b (a等于a异或b)
b ^ = a (b等于b异或a)
a ^ = b (a等于a异或b)
首先,a ^ = b:
a 0000 0011
^ b 0000 0100
a = 0000 0111
其次,b ^ = a:
b 0000 0100
^ a 0000 0111
b = 0000 0011
最后,a ^ = b:
a 0000 0111
^ b 0000 0011
a = 0000 0100
这样,a、b两个变量中的值就进行了对调。
(2)快速乘除运算
移位操作可用于整数的快速乘除运算,左移一位等效于乘2,而右移一位等效于除以2。
如:x = 7, 二进制表达为:0000 0111,
x < < 1 0000 1110,相当于: x =2*7=14,
x < < 3 0111 0000,相当于: x=14*2*2*2=112
x < < 2 1100 0000, x= 192
在作第三次左移时,其中一位为1的位移到外面去了,而左边只能以0补齐,因而便不等于112*2*2=448,而是等于192了。当x按刚才的步骤反向移动回去时,就不能返回到原来的值了,因为左边丢掉的一个1,再也不能找回来了:
x > > 2 0011 0000, x=48
x > > 3 0000 0110 x=48/8=6
x > > 1 0000 0011 x=6/2=3
(3)将寄存器指定位置为1
PORTA |= (1<<n) 将porta的第n为置为1,其他为不变。比如说,你如果想将第4位置1,就使用:
PORTA | = (1<< 4) 就行了。当然,也可以使用:
PORTA | = (1<< 7) | (1<< 4 ) | (1<< 0) 这样的指令一次将设第8、5和1位置1,但又不影响到其它位的状态。
(4)将寄存器指定位置为0
PORTA &= ~(1<<n )
这条指令将寄存器的任意位清0,而又不影响其它位的现有状态。比如说,你如果想将第4位清0,就使用:
PORTA & = ~ (1<< 4) 就行了。
下面是POJ 3748题,应用了位操作符:
/*
位操作
Description
假设你工作在一个32位的机器上,你需要将某一个外设寄存器的第X位设置成0(最低位为第0位,最高位为第31位),
将第Y位开始的连续三位设置成110(从高位到低位的顺序),而其他位保持不变。对给定的寄存器值R,及X,Y,
编程计算更改后的寄存器值R。
Input
仅一行,包括R,X,Y,以逗号","分隔,R为16进制表示的32位整数,X,Y在0-31之间且Y>=3,(Y-X)的绝对值>=3,保证两次置位不会重合
Output
更改后的寄存器值R(16进制输出)
Sample Input
12345678,0,3
Sample Output
1234567c
Source
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
int R, X, Y;
scanf("%x,%d,%d",&R,&X,&Y);
R &= ~(1<<X); // 将R的第X位设置为0
R |= (1<<Y); // 将R的第Y位设置为1
Y--;
R |= (1<<Y); // 将R的第Y-1位设置为1
Y--;
R &= ~(1<<Y); // 将R的第Y-2位设置为0
printf("%x/n",R);
return 0;
}