C语言基础知识--位运算

1.原码，反码，补码：

（1）在n位的机器数中，最高位为符号位，该位为零表示为正，为一表示为负；其余n-1位为数值位，各位的值可为零或一。当真值为正时，原码、反码、补码数值位 完全相同；当真值为负时，原码的数值位保持原样，反码的数值位是原码数值位的各位取反，补码则是反码的最低位加一。注意符号位不变。

2.无符号位运算

（1）位运算应用口诀 
清零取反要用与，某位置一可用或 
若要取反和交换，轻轻松松用异或

（2）位运算符的应用 (源操作数s 掩码mask) 
按位与-- &：

• 1 清零特定位 (mask中特定位置0，其它位为1，s=s&mask) 
• 2 取某数中指定位 (mask中特定位置1，其它位为0，s=s&mask) 

按位或-- | ：
常用来将源操作数某些位置1，其它位不变。 (mask中特定位置1，其它位为0 s=s|mask) 
位异或-- ^ ：
使特定位的值取反 (mask中特定位置1，其它位为0 s=s^mask)

（3）. 异或运算的一些特性

• 一个数和自己做异或的结果是0。
• 从异或的真值表可以看出，不管是0还是1，和0做异或保持原值不变，和1做异或得到原值的相反值。例如：unsigned int a, b, mask = 1U << 6; a = 0x12345678; b = a ^ mask; /* flip the 6th bit */
  
• 如果a1^a2^a3……^an之中1的个数为奇数个，否则为偶数个。这条性质可用于奇偶校验（Parity Check）。
• x ^ x ^ y == y  例如：交换两个变量的值，不得借助额外的存储空间a = a ^ b; b = b ^ a; a = a ^ b;

实例说明：

如果要对一个整数中的某些位进行操作，怎样表示这些位在整数中的位置呢？可以用掩码（Mask）来表示。比如掩码0x0000ff00表示对一个32位整数的8~15位进行操作，举例如下。

 

1、取出8~15位。

 

unsigned int a, b, mask = 0x0000ff00;
a = 0x12345678;
b = (a & mask) >> 8; /* 0x00000056 */

 

这样也可以达到同样的效果：

 

b = (a >> 8) & ~(~0U << 8);

 

2、将8~15位清0。

 

unsigned int a, b, mask = 0x0000ff00;
a = 0x12345678;
b = a & ~mask; /* 0x12340078 */

 

3、将8~15位置1。

 

unsigned int a, b, mask = 0x0000ff00;
a = 0x12345678;
b = a | mask; /* 0x1234ff78 */