【转】位操作

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C语言是一种中级语言，能对计算机硬件直接操作，这就涉及到位的概念。
一、位的概念
     我们知道，在计算机中，一字节占8位 (现在的某些电脑也有占16位的)，这样表示的数的范围为0-255 ，也即00000000-11111111。位就是里面的0和1。 
         char c=100;
     实际上c应该是01100100，正好是64H。其中高位在前，低位在后。
                  |       |
                第7位   第0位

二、位逻辑运算符

         符号          描述
          &            位逻辑与
          |            位逻辑或
          ^            位逻辑异或
          ~            取补

     表 中除去最后一个运算符是单目运算符，其他都是双目运算符。这些运算符只能用于整型表达式。位逻辑运算符通常用于对整型变量进行位的设置、清零、取反、以及 对某些选定的位进行检测。在程序中一般被程序员用来作为开关标志。较低层次的硬件设备驱动程序，经常需要对输入输出设备进行位操作。 

          & 运算的规则是当两个位都为1时，结果为1，否则为0；
          | 运算的规则是当两个位都为0时，结果为0，否则为1；
          ^ 运算的规则是当两个位相同时，结果为0，否则为1；
          ~ 运算的规则是当为1时结果为0，当为0时，结果为1。

    设置位 ： 设置某位为1，而其他位保持不变，可以使用位逻辑或运算。
         char c;
         c=c|0x40;
     这样不论c原先是多少，和01000000或以后，总能使第6位为1，而其他位不变。

    清除位 ：设置某位为0，而其他位保持不变。可以使用位逻辑与运算。
         c=c&0xBF;
     这样c和10111111与以后，总能使第6位为0，其他位保持不变。
     那如果想让某位为1，其他位都为0怎么办呢？

三、位移运算符
          符号              描述
           <<               左移
           >>               右移

     位移运算符作用于其左侧的变量，其右侧的表达式的值就是移动的位数，运算结果就是移动后的变量结果。
         b=a<<2;
     就是a的值左移两位并赋值为b。a本身的值并没有改变。 
                
    向左移位就是在低位沙锅补0，向右移位就是在高位上补0。右移时可以保持结果的符号位，也就是右移时，如果最高位为1，是符号位，则补1而不是补0。 

    程序员常常对右移运算符来实现整数除法运算，对左移运算符来实现整数乘法运算。其中用来实现乘法和除法的因子必须是2的幂次。（即 2、4、8等，对应移动的位数就是1、2、3） 

     举例：输入一个整数，判断这个数中有几个二进制位1？例如输入67，输出结果应该为3。因为67的相应二进制数为00000000 01000011(0043H)，有3个1出现。
     分析：要判断是不是1，只需要判断该位与1与以后是不是1就可以知道。一个整数，判断16次即可。

         main()
         {
             int num,k;
             int count=0;                /* 记录1的个数 */
             scanf(%d,&num);
             for(k=0;k<16;k++)
             {
                 if(num&1==1) count++;     /* 判断最低位是不是1 */
                 num>>=1;                  /* num右移1位 */
             }
             printf(%d\n,count);
         }

     这样每次都判断最低位是不是1，判断完以后，让前面的右移一位即可。
     对位的操作，一般程序中用的不多，但是在对计算机硬件操作时，肯定会涉及到。例如，我们以后要讲到的对串口和声卡操作就要用到一些。


总结： 

& 0   清零(置0） 
& 1   保留原值 

| 0   保留原值 
| 1   置1 

这两个操作都有保留原值的功能，这很关键。
由此，&与|的功效可以用置0和置1来区分


例：a = 1010

1. 取第二位：

即其他位置零，第二位保留原值,然后右移一位
(a&0010)>>1

或是先右移一位，然后高三位置零。
(a>>1)&0001

2. 高位第四位置0：

第四位置零，其他位保留原值。
a&0111

3.置第三位为1：

其他位保留原值，第三位置一。
a|0100

4.第三位置1，其他位置0：

(a|0100)&0100


总结 ：记住四个字 “与零或一” 即 “&0 |1”   功能对应 “置0置1” 

所有需求都往这个上转化，先由此确定选用的位操作符，再看其他位是否需要保留，或者进一步选择下一步操作的位操作符。

比如：取某位，相当于其他位置0，所以就要用&操作。
再比如上方第四个例子。


抑或

a = 1001

a^1111 = 0110 //相当于取反

a^0000 = 1001 //相当于没变化 

一个抑或的小例子：
题目：交换两个数，不用第三块儿内存 

a ^=b;
b ^=a;
a ^=b;

或
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;

知识点：a^b^b = a; 即两次抑或相当于^0000，值不变。