20160402_C语言位操作符的使用

Posted 2020-07-03

　　

　　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;
}