C語言基礎(chǔ)之位運(yùn)算（一）
C語言基礎(chǔ)之位運(yùn)算（二）
C語言基礎(chǔ)之位運(yùn)算（三）

1. 位運(yùn)算

若要置1用位或 |；若要清零用位與 &；若要取反用位異或 ^；位取反~ 和左位移<<、右位移>>用來構(gòu)建特定二進(jìn)制數(shù)；

1. 1、給定一個(gè)整型數(shù)a，設(shè)置a的bit3為1，保證其它位不變

a = a | (1<<3); 或者 a |= (1<<3); // 1為十進(jìn)制

1. 2、給定一個(gè)整型數(shù)，設(shè)置a的bit3~bit7為1，保持其它位不變

a = a | (0b11111<<3); 或者 a |= (0x1f<<3); // 0b：二進(jìn)制前綴；0x：十六進(jìn)制前綴；

1. 3、給定一個(gè)整型數(shù)a，清零a的bit15，保證其它位不變

a = a & (~(1<<15)); 或者 a & = ~(0x1<<15);// 1為十進(jìn)制；0x1為16進(jìn)制

1. 4、給定一個(gè)整型數(shù)a，清零a的bit15~bit23，保持其它位不變

a = a & (~(0x1ff<<15)); 或者 a &= (~(0x1ff<<15));

1. 5、給定一個(gè)整型數(shù)a，取值a的bit3~bit8

a &= (0x3f<<3); // 清零bit3-bit8外的其他位，只保留需要位上的數(shù)
a >>= 3; // 右移到最低位進(jìn)行讀取

1. 6、給寄存器中的bit4～bit7取反，其它位不變

a ^= (0xFF << 4);

1. 7、給寄存器中bit7~bit17賦值十進(jìn)制937，其它位不受影響

??注意：
1、不能影響其他位；
2、將bit7~bit17直接清零覆蓋；
步驟：
a &= (~(0x7ff<<7)); // 先將bit7~bit17清零，其他位不變
a |= (937<<7); // 把十進(jìn)制數(shù)937寫入bit7~bit17 ，其他位不變

1. 8、給寄存器中bit7_{bit17、bit21}bit25分別賦值十進(jìn)制937、17，其它位不受影響

方法一：
// -- bit7~bit17賦值937 --
a &= ~(0x7ff<<7); // 清零bit7~bit17
a |= (937<<7); // 將十進(jìn)制數(shù)937寫入bit7~bit17

// -- bit21~bit25的賦值17 --
a &= ~(0x1f<<21); // 清零bit21~bit25
a |= 17<<21; // 將十進(jìn)制數(shù)937寫入bit21~bit25

方法二：
a &= ~((0x7ff<<7) | (0x1f<<21))；// 清零bit7-bit17，bit21-bit25
a |= (937<<7) | (17<<21)；// 算出937和17以及其所對(duì)應(yīng)的位，并寫入

1. 9、將寄存器中bit7~bit17的值加17，其它位不受影響

tmp = a & (0x3ff<<7); // 先讀出原來bit7~bit17的值
tmp >>= 7; // 右移到最低位并讀出原來的數(shù)
tmp += 17; // 給讀取出的值 + 17
a &= ~(0x7ff<<7); // 將bit7~bit17清零
a |= tmp; // 最后將加值計(jì)算后的結(jié)果tmp，寫入bit7~bit17

1. 10、給寄存器的bit7_{bit17賦值937，同時(shí)bit21}bit25的值加17

// -- bit7~bit17賦值937 --
a &= ~(0x7ff<<7); // 清零bit7~bit17
a |= (937<<7); // 將十進(jìn)制數(shù)937寫入bit7~bit17

// -- bit21~bit25的值加17 --
tmp = a & (0x1f<<21); // 先讀出原來bit21~bit25的值
tmp >>= 21; // 右移到最低位并讀出原來的數(shù)
tmp += 17; // 給讀取出的值 + 17
a &= ~(0x1f<<21); // 將bit21~bit25清零
a |= tmp; // 最后將加值計(jì)算后的結(jié)果tmp，寫入bit21~bit25

1. 11、打印二進(jìn)制數(shù)

#include <stdio.h>

/* 以32位二進(jìn)制格式打印輸出data的值，高位為0不清除 */
int print_bin(unsigned int data)
{
    int len = sizeof(data)*8;
    if (0 == len)
    {
        printf("0");
        printf("\n");
        return 0;
    }

    for(--len; len>=0; len--)
    {
        printf("%d", (data&(1<<len)) != 0);
        if (!(len%4))
        {
            printf(" ");    // 沒隔4位打印1個(gè)空格
        }
    }
    printf("\n");           // 最后打印換行符

    return 0;
}

int main(char argc, char **argv)
{
    // 把一個(gè)寄存器值的bit4～bit7取反，其它位不變
    unsigned int a = 0x123d0c37;
    print_bin(a);                   // 0001 0010 0011 1101 0000 1100 0011 0111 
    a ^= (0xFF << 4);
    print_bin(a);                   // 0001 0010 0011 1101 0000 0011 1100 0111 

    // 把一個(gè)寄存器值的bit4～bit7置1，其它位不變
    unsigned int b = 0x123d0c37;    
    print_bin(b);                   // 0001 0010 0011 1101 0000 1100 0011 0111 
    b |= (0xFF << 4);
    print_bin(b);                   // 0001 0010 0011 1101 0000 1111 1111 0111          

    // 把一個(gè)寄存器值的bit4～bit7清0，其它位不變
    unsigned int c = 0x123d0c37;    
    print_bin(c);                   // 0001 0010 0011 1101 0000 1100 0011 0111 
    c &= ~(0xFF << 4);
    print_bin(c);                   // 0001 0010 0011 1101 0000 0000 0000 0111 

    return 0;
}

2. 宏定義位運(yùn)算

2.1、用宏定義將32位數(shù)x的第n位置位，n的取值范圍為[1, 32]，即第一位為bit0，U：unsigned int 無符號(hào)整型。

#define SET_BIT_N(x, n) (x | (1U<<(n-1)))

2.2、用宏定義將32位數(shù)x的第n位清零復(fù)位，n的取值范圍為[1, 32]。

#define RESET_BIT_N(x, n) (x & ~(1U<<(n-1)))

2.3、用宏定義將32位數(shù)x的第n位到第m位置位。

#define SET_BIT_N_M(x, n, m) (x | (((~0U) >> (32-(m-n+1)))<<(n-1)))
#define SET_BIT_N_M(x, n, m) (x | ₍0U<<(m-n+1))<<(n-1))

2.3.1、分析

假如n=3，m=6，題目就是要把bit2到bit5置位，我們需要一個(gè)算式來得到（m-n+1）個(gè)1。

1、先得到32位1：~0U； //~按位取反得到32位1，若直接1U那么就只有bit0位1

2、將上步驟得到的二進(jìn)制數(shù)右移 y 位或左移（m-n+1）位后按位取反，就得到最低位（m-n+1）個(gè)1，即(~0U >> (32-(m-n+1))) 或 ₍0U<<(m-n+1))；// y +（m-n+1）= 32

3、得到宏定義結(jié)果：
#define SET_BIT_N_M(x, n, m) (x | (((~0U) >> (32-(m-n+1)))<<(n-1)))
#define SET_BIT_N_M(x, n, m) (x | ₍0U<<(m-n+1))<<(n-1))

2.3.2、總結(jié)

得到(m-n+1)個(gè)1的二進(jìn)制數(shù)的兩種方式：
1、32位的1先左移(m-n+1)位，那么低(m-n+1)位位0，高(32-(m-n+1))位為1，再將其按位取反，就得到低(m-n+1)位為1，高(32-(m-n+1))位為0，即：₍0U << (m-n+1)) ；

2、有(m-n+1)個(gè)1，那么就有32-(m-n+1)個(gè)0，將32位的1先右移32-(m-n+1)， 那么高32-(m-n+1)位為0，低(m-n+1)位為1，即：(~0U) >> (32-(m-n+1))；

2.4、用宏定義將32位數(shù)x的第n位到第m位值取出。

#define GET_BITS(x, n, m) (x & ₍0U << (m-n+1)) << (n-1)) >> (n-1))

2.4.1分析

1、先將x的bit(n-1)-bit(m-1)不變，其余位清零；

1.1、首先要得到第n位到第m位的長度，即(m-n+1)個(gè)1的二進(jìn)制數(shù)： ₍0U << (m-n+1)) ；

1.2、將得到的二進(jìn)制數(shù)左移(n-1)： ₍0U << (m-n+1)) << (n-1) ；

1.3、x和左移后的數(shù)位與，將bit(n-1)-bit(m-1)外的其他位清零： x & ₍0U << (m-n+1)) << (n-1) ；

2、右位移取值

位與后的數(shù)右移(n-1)，即可取出第n-m間的值：(x & ₍0U << (m-n+1)) << (n-1)) >> (n-1) ；

3、宏定義結(jié)果

#define GET_BITS(x, n, m) (x & ₍0U << (m-n+1)) << (n-1)) >> (n-1))

2.4.2、總結(jié)

其實(shí)就是在置位的基礎(chǔ)上，右移取值。

寫在最后

位運(yùn)算符——運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)
算法篇：位運(yùn)算