位元運算符Ｃ語言

一、位元運算符Ｃ語言提供了六種位元運算符：

& 按位與
| 按位或
^ 按位異或
~ 取反
<< 左移
>> 右移

1. 按位與運算 按位與運算子"&"是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。只有對應的兩個二進位均為1時，結果位才為1 ，否則為0。參與運算的數以補碼方式出現。

例如：9&5可寫算式如下： 00001001 (9的二進位補碼)&00000101 (5的二進位補碼) 00000001 (1的二進位補碼)可見9&5=1。

按位與運算通常用來對某些位清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 運算 ( 255 的位元為0000000011111111)。
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a&b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}

2. 按位或運算 按位或運算子“|”是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相或。只要對應的二個二進位有一個為1時，結果位就為1。參與運算的兩個數均以補碼出現。
例如：9|5可寫算式如下： 00001001|00000101
00001101 (十進位為13)可見9|5=13
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a|b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}

3. 按位異或運算 按位異或運算子“^”是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相異或，當兩對應的二進位相異時，結果為1。參與運算數仍以補碼出現，例如9^5可寫成算式如下： 00001001^00000101 00001100 (十進位為12)
main(){
int a=9;
a=a^15;
printf("a=%d\n",a);
}

4. 求反運算 求反運算子～為單目運算子，具有右結合性。 其功能是對參與運算的數的各二進位按位求反。例如～9的運算為： ~(0000000000001001)結果為：1111111111110110

5. 左移運算 左移運算子“<<”是雙目運算子。其功能把“<< ”左邊的運算數的各二進位全部左移若干位，由“<<”右邊的數指定移動的位元，
高位丟棄，低位補0。例如： a<<4 指把a的各二進位向左移動4位。如a=00000011(十進位3)，左移4位後為00110000(十進位48)。6. 右移運算 右移運算子“>>”是雙目運算子。其功能是把“>> ”左邊的運算數的各二進位全部右移若干位，“>>”右邊的數指定移動的位元。
例如：設 a=15，a>>2 表示把000001111右移為00000011(十進位3)。 應該說明的是，對於有符號數，在右移時，符號位將隨同移動。當為正數時， 最高位補0，而為負數時，符號位為1，最高位是補0或是補1 取決於編譯系統的規定。Turbo C和很多系統規定為補1。
main(){
unsigned a,b;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
b=a>>5;
b=b&15;
printf("a=%d\tb=%d\n",a,b);
}
請再看一例!
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\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d);
}

位域

有些資訊在儲存時，並不需要佔用一個完整的位元組， 而只需占幾個或一個二進位位。例如在存放一個開關量時，只有0和1 兩種狀態， 用一位二進位即可。為了節省儲存空間，並使處理簡便，Ｃ語言又提供了一種資料結構，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個位元組中的二進位劃分為幾個不同的地區， 並說明每個地區的位元。每個域有一個網域名稱，允許在程式中按網域名稱進行操作。 這樣就可以把幾個不同的對象用一個位元組的二進位位域來表示。一、位域的定義和位域變數的說明位域定義與結構定義相仿，其形式為：
struct 位域結構名
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式為： 類型說明符 位網域名稱：位域長度

例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域變數的說明與結構變數說明的方式相同。 可採用先定義後說明，同時定義說明或者直接說明這三種方式。例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
說明data為bs變數，共佔兩個位元組。其中位域a佔8位，位域b佔2位，位域c佔6位。對於位域的定義尚有以下幾點說明：

1. 一個位域必須儲存在同一個位元組中，不能跨兩個位元組。如一個位元組所剩空間不夠存放另一位域時，應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如：
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*從下一單元開始存放*/
unsigned c:4
}
在這個位域定義中，a占第一位元組的4位，後4位填0表示不使用，b從第二位元組開始，佔用4位，c佔用4位。

2. 由於位域不允許跨兩個位元組，因此位域的長度不能大於一個位元組的長度，也就是說不能超過8位二進位。

3. 位域可以無位網域名稱，這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如：
struct k
{
int a:1
int :2 /*該2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
從以上分析可以看出，位域在本質上就是一種結構類型， 不過其成員是按二進位分配的。

二、位域的使用位域的使用和結構成員的使用相同，其一般形式為： 位域變數名·位網域名稱 位域允許用各種格式輸出。
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);
}

上常式序中定義了位域結構bs，三個位域為a,b,c。說明了bs類型的變數bit和指向bs類型的指標變數pbit。這表示位域也是可以使用指標的。
程式的9、10、11三行分別給三個位域賦值。( 應注意賦值不能超過該位域的允許範圍)程式第12行以整型量格式輸出三個域的內容。第13行把位域變數bit的地址送給指標變數pbit。第14行用指標方式給位域a重新賦值，賦為0。第15行使用了複合的位元運算符"&="， 該行相當於： pbit->b=pbit->b&3位域b中原有值為7，與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進位值為3)。同樣，程式第16行中使用了複合位元運算"|="， 相當於： pbit->c=pbit->c|1其結果為15。程式第17行用指標方式輸出了這三個域的值。

類型定義符ｔｙｐｅｄｅｆ

Ｃ語言不僅提供了豐富的資料類型，而且還允許由使用者自己定義類型說明符，也就是說允許由使用者為資料類型取“別名”。 類型定義符typedef即可用來完成此功能。例如，有整型量a,b,其說明如下： int aa,b; 其中int是整型變數的類型說明符。int的完整寫法為integer，

為了增加程式的可讀性，可把整型說明符用typedef定義為： typedef int INTEGER 這以後就可用INTEGER來代替int作整型變數的類型說明了。 例如： INTEGER a,b;它等效於： int a,b; 用typedef定義數組、指標、結構等類型將帶來很大的方便，不僅使程式書寫簡單而且使意義更為明確，因而增強了可讀性。例如：
typedef char NAME[20]; 表示NAME是字元數群組類型，數組長度為20。
然後可用NAME 說明變數，如： NAME a1,a2,s1,s2;完全等效於： char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]
又如：
typedef struct stu{ char name[20];
int age;
char sex;
} STU;
定義STU表示stu的結構類型，然後可用STU來說明結構變數： STU body1,body2;
typedef定義的一般形式為： typedef 原類型名 新類型名 其中原類型名中含有定義部分，新類型名一般用大寫表示， 以
便於區別。在有時也可用宏定義來代替typedef的功能，但是宏定義是由預先處理完成的，而typedef則是在編譯時間完成的，後者更為靈活方便。

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