位運算以及邏輯運算
&&和||:邏輯運算符
&和|:按位運算符
&&是且的意思,a&&b 兩者都為真才為真.
||是或的意思,a||b 兩者有一為真即真.
&,|是位運算符.即對位進行運算,
如00000011 & 00000001=00000001
00000011 | 00000001=00000011
對於(&&,||),運算的對象是邏輯值,也就是True/False
運算結果只有下列四種情況。
True && True = True
True && False = False
False && True = False
False && False = False
True || True = True
True || False = True
False || True = True
False || False = False
對於(&,|),運算的對象是位,也就是1/0
運算結果只有下列四種情況。
1 & 1 = 1
1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
0 & 0 = 0
1 | 1 = 1
1 | 0 = 1
0 | 1 = 1
0 | 0 = 0
&&和&對於他們各自的運算對象來說,結果是一樣的。同理,||和|也是一樣的。
比如:5&&2 的運算結果,是這樣對待的。
首先5,非零,即為True
2,非零,True
True&&True = True
使用位運算的好處是可以將BYTE, WORD 或 DWORD 作為小數組或結構使用。通過位運算可以檢查位的值或賦值,也可以對整組的位進行運算。
16進制數及其與位的關系
用0或1表示的數值就是二進制數,很難理解。因此用到16進制數。
16進制數用4個位表示0 - 15的值,4個位組成一個16進制數。也把4位成為半字節(nibble)。一個BYTE有二個nibble,因此可以用二個16進制數表示一個BYTE。如下所示:
NIBBLE HEX VALUE
====== =========
0000 0
0001 1
0010 2
0011 3
0100 4
0101 5
0110 6
0111 7
1000 8
1001 9
1010 A
1011 B
1100 C
1101 D
1110 E
1111 F
如果用一個字節存放字母 "r "(ASCII碼114),結果是:
0111 0010 二進制
7 2 16進制
可以表達為: ‘0x72 ‘
有6種位運算:
& 與運算
| 或運算
^ 異或運算
~ 非運算(求補)
> > 右移運算
< < 左移運算
與運算(&)
雙目運算。二個位都置位(等於1)時,結果等於1,其它的結果都等於0。
1 & 1 == 1
1 & 0 == 0
0 & 1 == 0
0 & 0 == 0
與運算的一個用途是檢查指定位是否置位(等於1)。例如一個BYTE裏有標識位,要檢查第4位是否置位,代碼如下:
BYTE b = 50;
if ( b & 0x10 )
cout < < "Bit four is set " < < endl;
else
cout < < "Bit four is clear " < < endl;
上述代碼可表示為:
00110010 - b
& 00010000 - & 0x10
----------------------------
00010000 - result
可以看到第4位是置位了。
或運算( | )
雙目運算。二個位只要有一個位置位,結果就等於1。二個位都為0時,結果為0。
1 | 1 == 1
1 | 0 == 1
0 | 1 == 1
0 | 0 == 0
與運算也可以用來檢查置位。例如要檢查某個值的第3位是否置位:
BYTE b = 50;
BYTE c = b | 0x04;
cout < < "c = " < < c < < endl;
可表達為:
00110010 - b
| 00000100 - | 0x04
----------
00110110 - result
異或運算(^)
雙目運算。二個位不相等時,結果為1,否則為0。
1 ^ 1 == 0
1 ^ 0 == 1
0 ^ 1 == 1
0 ^ 0 == 0
異或運算可用於位值翻轉。例如將第3位與第4位的值翻轉:
BYTE b = 50;
cout < < "b = " < < b < < endl;
b = b ^ 0x18;
cout < < "b = " < < b < < endl;
b = b ^ 0x18;
cout < < "b = " < < b < < endl;
可表達為:
00110010 - b
^ 00011000 - ^0x18
----------
00101010 - result
00101010 - b
^ 00011000 - ^0x18
----------
00110010 - result
非運算(~)
單目運算。位值取反,置0為1,或置1為0。非運算的用途是將指定位清0,其余位置1。非運算與數值大小無關。例如將第1位和第2位清0,其余位置1:
BYTE b = ~0x03;
cout < < "b = " < < b < < endl;
WORD w = ~0x03;
cout < < "w = " < < w < < endl;
可表達為:
00000011 - 0x03
11111100 - ~0x03 b
0000000000000011 - 0x03
1111111111111100 - ~0x03 w
非運算和與運算結合,可以確保將指定為清0。如將第4位清0:
BYTE b = 50;
cout < < "b = " < < b < < endl;
BYTE c = b & ~0x10;
cout < < "c = " < < c < < endl;
可表達為:
00110010 - b
& 11101111 - ~0x10
----------
00100010 - result
移位運算(> > 與 < <)
將位值向一個方向移動指定的位數。右移 > > 算子從高位向低位移動,左移 < < 算子從低位向高位移動。往往用位移來對齊位的排列(如MAKEWPARAM, HIWORD, LOWORD 宏的功能)。
BYTE b = 12;
cout < < "b = " < < b < < endl;
BYTE c = b < < 2;
cout < < "c = " < < c < < endl;
c = b > > 2;
cout < < "c = " < < c < < endl;
可表達為:
00001100 - b
00110000 - b < < 2
00000011 - b > > 2
譯註:以上示例都對,但舉例用法未必恰當。請閱文末鏈接的文章,解釋得較為清楚。
位域(Bit Field)
位操作中的一件有意義的事是位域。利用位域可以用BYTE, WORD或DWORD來創建最小化的數據結構。例如要保存日期數據,並盡可能減少內存占用,就可以聲明這樣的結構:
struct date_struct {
BYTE day : 5, // 1 to 31
month : 4, // 1 to 12
year : 14; // 0 to 9999
}date;
在結構中,日期數據占用最低5位,月份占用4位,年占用14位。這樣整個日期數據只需占用23位,即3個字節。忽略第24位。如果用整數來表達各個域,整個結構要占用12個字節。
| 0 0 0 0 0 0 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 |
| | | |
+------------- year --------------+ month+-- day --+
現在分別看看在這個結構聲明中發生了什麽
首先看一下位域結構使用的數據類型。這裏用的是BYTE。1個BYTE有8個位,編譯器將分配1個BYTE的內存。如果結構內的數據超過8位,編譯器就再分配1個BYTE,直到滿足數據要求。如果用WORD或DWORD作結構的數據類型,編譯器就分配一個完整的32位內存給結構。
其次看一下域聲明。變量(day, month, year)名跟隨一個冒號,冒號後是變量占用的位數。位域之間用逗號分隔,用分號結束。
使用了位域結構,就可以方便地象處理普通結構數據那樣處理成員數據。盡管我們無法得到位域的地址,卻可以使用結構地址。例如:
date.day = 12;
dateptr = &date;
dateptr-> year = 1852;
位運算以及邏輯運算