c及c++的位操作及其對比

　　首先，我們先瞭解一下相關的概念，我們目前的PC機上面，普遍使用的是32位機，一個整型int為4個位元組，一個char為1個位元組，一個位元組為8位，這裡的位的概念就是今天的主角，在嵌入式領域及系統軟體應用非常廣泛。c/c++是很特殊的進階語言，可以直接操作位，甚至還有位域的概念，可以為一個位元組中的位分別定義概念。使用位，有什麼好處呢，我想應該是可以節約記憶體，效能較高，作為標誌位時，意義非常清晰。在win32 API裡面的標誌位通常就是用這個來完成的，一個位元組就可以用於表示32個標誌了。用上|或者&操作，看起來，多麼完美啊。如我們用於判斷路徑是否為檔案夾：

WIN32_FIND_DATA fileinfo;// File Information StructureHANDLEhFile;// File HandlehFile = FindFirstFile(sDir,&fileinfo);// if the file exists and it is a directoryif(fileinfo.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY){//  Directory Exists close fileFindClose(hFile);}else{if(!CreateDirectory(sDir,NULL)){AfxMessageBox("本地建立目錄[" + sDir + "]失敗。");return FALSE;}}

…

　　c的位操作主要包括

操作	運算子	等式及結果	點評
或	|	0000 0000 | 0000 1001 = 0000 1001	對每一位而言，逢1則為1
並且	&	0010 1111 & 1000 0000 = 0000 0000	對每位計算，逢0則為0，全1才為1
取反	~	~1010 0111 = 01011000	這個最好理解，逢1為0，逢0為1
異或	^	0000 1001 ^ 1010 1010 = 1010 0111	兩個操作位不同則為1，相同則為0
左移	<<	0101 1000 << 2 = 0110 0000	將所有位向左邊移動，並將左邊的移動位拋棄，右邊補0
右移	>>	01100000 >> 4 = 0000 0110	將所有位向右邊移動，右邊移動位拋棄，左邊補0

針對這幾個運算子，我們實驗一把

C的位操作#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <assert.h>void print_bit(unsigned char b){/*因無法直接存取位值,只能通過&運算來測試某位是等於或者是*//*當然，現在我們這個辦法是比較蠢的,因為變成你不得不得去計算這幾個十六進位的值,等會再想個好點的辦法*/printf("%c",(b & 0x80)?'1':'0');/*1000 0000*/printf("%c",(b & 0x40)?'1':'0');/*0100 0000*/printf("%c",(b & 0x20)?'1':'0');/*0010 0000*/printf("%c",(b & 0x10)?'1':'0');/*0001 0000*/printf("%c",(b & 0x08)?'1':'0');/*0000 1000*/printf("%c",(b & 0x04)?'1':'0');/*0000 0100*/printf("%c",(b & 0x02)?'1':'0');/*0000 0010*/printf("%c",(b & 0x01)?'1':'0');/*0000 0001*/}int main(){/*00000000*/unsigned char b = 0;printf("初始化時:\n");print_bit(b);printf("\n----------------------------------\n\n");/*設定第,4位為00000000 | 00001001 = 00001001*/print_bit(b);b |= 0x9;printf(" | 00001001 = ");print_bit(b);printf("\n----------------------------------\n\n");/*異或00001001 ^ 10101010 = 10100111*/printf("異或^操作:");print_bit(b);printf(" ^ 10101010=");b ^= 0xAA;print_bit(b);printf("\n----------------------------------\n\n");/*取反~10100111 = 01011000*/printf("取反~操作:~");print_bit(b);printf("=");b = ~b;print_bit(b);printf("\n----------------------------------\n\n");/*左移01011000 << 2 = 01100000*/printf("取左移<<2操作:");print_bit(b);b = b<<2;printf(" <<2 =");print_bit(b);printf("\n----------------------------------\n\n");/*右移位*/printf("右移>>4操作：");print_bit(b);b = b>>4;printf(" >>4 =");print_bit(b);printf("\n----------------------------------\n\n");return 0;}

下面，我們再來看看C++的位操作是怎樣的。C++的位操作，當然是STL的bitset了。

以下表摘自CPPPrimer第二版4.12

操作	功能	用法
test(pos)	pos位是否為1?	a.test(4)
any()	任意位是否為1?	a.any()
none()	是否沒有位為1?	a.none()
count()	值是1的位的個數	a.count()
size()	位元素的個數	a.size()
[pos]	訪問pos位	a[4]
flip()	翻轉所有的位	a.flip()
set()	將所有位置設為1	a.set()
set(pos)	將pos位置設為1	a.set(4)
reset()	將所有位置設為0	a.reset()
reset(pos)	將pos位置設為0	a.reset(4)

 

針對上面的c程式，我們可以寫出對應的c++版本，這裡也不去寫了，畢竟針對bitset的操作不用像C那樣做麻煩的16進位的計算

總結：

bitset相對於原始C的位操作，相對直觀，代碼清晰，易於理解，不需要程式做機械性的2進位及16進位的換算。對於比較少接觸位操作的
人們而言未嘗不是一種福音，但是對於經常做位操作的嵌入式程式員來講，估計會覺得還是直接用位操作符比較省事。也許這種差別跟Unix的
CLI(命令列模式)及WIN的GUI(視窗介面)一樣，從初步來看滑鼠比較易用，但對於熟練人員而言(比如程式員)，往往用命令列更加的高效，且
便於批處理。扯遠了。其實，從辨證的角度是不是可以兩者結合使用呢？像win專註於用戶端，而讓unix專註於伺服器呢？又一次扯遠了!

 

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