C语言基础(7)--位运算

程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。C语言中位运算符： &(按位与)、| (按位或)、~(按位取反)、 <<(左移)、>>(右移) 、^(异或运算)。

计算机所能识别的即为二进制数，位运算就是按位运算， 因而同等情况下位运算效率一般都高于其它方式。

1.位运算特性

unsigned char a=0x45,b=0x89; a=0x45(0100 0101) b=0x89(1000 1001)

位运算	规则	示例
&(按位与)	全1为1，有0则0	a&b=0x1(0000 0001b)
|(按位或)	有1为1，全0则0	a|b=0xcd(1100 1101b)
~(按位取反)	对每一位进行取反，1变0，0变1	~a=0xba(1011 1010) ~b=0x76(0111 0110)
<<(左移)	高位溢出，低位补0	(a<<1)=0x8a(1000 1010) (b<<1)=0x12(0001 0010)
>>(有移)	低位溢出，高位补0	(a>>1)=0x22(0010 0010) (b>>1)=0x44(0100 0100)
^(异或运算)	相同为0，不同为1	a^b=0xcc(1100 1100)

• 优先级关系：

~(取反)

<<(左移)   >>(右移)

&按位与

^(按位异或)

|(按位或)

2.示例

#include < stdio.h >
int main()
{
	unsigned char a=0x45,b=0x89;
	printf("与运算a&b:%#xn",a&b);
	printf("或运算a|b:%#xn",a|b);
	printf("取反运算~a:%#xt ~b:%#xn",~a&0xff,~b&0xff);
	printf("左移a< <1:%#xt b< <1:%#xn",(a< <1)&0xff,(b< <1)&0xff);
	printf("右移a >>1:%#xt b>>1:%#xn",a>>1,b>>1);
	printf("异或a^b:%#xn",a^b);
}

[wbyq@wbyq 123]$ gcc main.c 
[wbyq@wbyq 123]$ ./a.out 
与运算a&b:0x1
或运算a|b:0xcd
取反运算~a:0xba	 ~b:0x76
左移a< <1:0x8a	 b< <1:0x12
右移a >>1:0x22	 b>>1:0x44
异或a^b:0xcc

3.位运算练习

1.定义两个变量unsigned char a=0x45,b=0x89;将a的第6位清0，将b的第4位置1；

2.定义两个整型变量a,b将a,b的值交换位置(不借助第三个变量，使用位运算)；

3.定义一个整型变量data，将字符'a'、'b'、'c'、'd' 保存到data中，并输出字符abcd；

4.汉字点阵输出

汉字显示我们每时每刻都在使用，那汉字是如何显示在屏幕上的呢？通过位运算的学习我们即可通过printf模拟函数输出显示。

例如我们需要在一个8*8的点阵方格中显示一个”中”字。可以看做如下：

一个有8个格子，刚好一个字节有8位，一个方格中有两个状态：空白和显红。我们可以把空白的地方看做0，把显示红色的地方看做1，这样整个8*8个格我们就可以用8个字节表示，坐标为高位，右边为低位，高位在前方式。表示如下：

第一行：0x08;

第二行：0x08;

第三行：0x3e;

第四行：0x2a;

第五行：0x2a;

第六行：0x3e;

第七行：0x08;

第八行：0x08;

通过位运算实现如下：

#include < stdio.h >
const unsigned char buff[]={0x08,0x08,0x3E,0x2A,0x2a,0x3e,0x08,0x08};
int main()
{
	int i,j;
	unsigned char temp;
	for(i=0;i< 8;i++)
	{
		temp=buff[i];
		for(j=0;j< 8;j++)/*一个字节有8位数据*/
		{
			if(temp&0x80)
			{
				printf("*");
			}
			else 
			{
				printf(" ");
			}
			temp< <=1;//继续判断下一位数据
		}
		printf("n");
	}
}

5.汉字显示练习

1.通过PCtoLCD2002工具实现汉字取模进行取模，封装汉字显示函数，以横向和纵向两种方式显示。

#include < stdio.h >
#define FONT_SIZE 24
const char buf[][24*24/8]=
{
	{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x70,0x00,0x00,0x70,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x31,0xC0,0x00,0x7F,0xE0,0x0F,0xF0,0xE0,0x0E,0x30,0xE0,0x06,0x3F,0xC0,0x07,0xF9,0xC0,0x06,0x31,0x80,0x06,0x31,0x80,0x06,0xFF,0x00,0x03,0xF0,0x00,0x00,0x70,0x00,0x00,0x30,0x18,0x00,0x30,0x0C,0x00,0x38,0x1C,0x00,0x1F,0xFC,0x00,0x03,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"电",0*/

	{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0x80,0x00,0x7D,0xC0,0x01,0xE3,0xC0,0x00,0x07,0x00,0x00,0x06,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x00,0x1C,0x1C,0x00,0x0F,0xFE,0x0F,0xFC,0x00,0x3C,0x0E,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0xFC,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x00,0x18,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"子",1*/

	{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x00,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x1C,0xF0,0x01,0x9C,0x30,0x01,0xD8,0x00,0x01,0x99,0xE0,0x03,0xBF,0x80,0x03,0xF0,0x00,0x03,0x30,0x00,0x00,0x73,0x80,0x00,0x7F,0xC0,0x00,0xF3,0x80,0x00,0xFB,0x80,0x01,0xDF,0x00,0x01,0x8F,0x00,0x03,0x07,0x00,0x07,0x0F,0x80,0x0E,0x39,0xE0,0x18,0x60,0xF8,0x00,0x00,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"发",2*/

	{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1C,0x00,0x03,0x9C,0x00,0x03,0x0D,0xC0,0x03,0x0F,0x00,0x03,0x1E,0x60,0x03,0xF7,0xE0,0x33,0xE3,0xC0,0x1B,0x83,0xCC,0x1F,0x06,0xFC,0x03,0x1C,0x1C,0x03,0x00,0xE0,0x03,0x1F,0xC0,0x07,0x8D,0x80,0x07,0xCD,0x80,0x06,0xDD,0x80,0x0E,0x19,0x86,0x0C,0x31,0x86,0x18,0x71,0xCE,0x30,0xC0,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"烧",3*/

	{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x38,0x00,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x18,0x00,0x00,0x38,0x00,0x00,0x3B,0xF0,0x03,0xFF,0x00,0x07,0xB0,0x00,0x00,0x70,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x6F,0xC0,0x00,0xFB,0x80,0x00,0xC3,0x80,0x01,0xF3,0x80,0x03,0xBB,0x00,0x03,0x0F,0x00,0x06,0x07,0x00,0x0C,0x0F,0x80,0x18,0x1D,0xC0,0x70,0x38,0xF0,0x01,0xE0,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"友",4*/
};


int main()
{
	int i,j,k,x;
	unsigned char temp;
	for(i=0;i< FONT_SIZE;i++)
	{
		for(k=0;k< 5;k++)
		{
			for(x=0;x< FONT_SIZE/8;x++)
			{
				temp=buf[k][i*FONT_SIZE/8+x];
				for(j=0;j< 8;j++)/*一个字节有8位数据*/
				{
					if(temp&0x80)
					{
						printf("*");
					}
					else 
					{
						printf(" ");
					}
					temp< <=1;//继续判断下一位数据
				}
			}
		}
		printf("n");
	}
}

审核编辑：汤梓红