• C++位运算详解(转)


    位运算是对表示数据的基本单元进行"加和","减除"的方法.

    首先一个位(bit)单位就是0或1,硬件表示就是一个肪冲的开和,这是硬软通迅最基本的单元.我们所说的一个字节(byte)需要8个位来表示,一个字(WORD)要两个字节,16个位表示.一个双字(DWORD)要两个字,四个字节,32个位来表示.

     0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0    
     |-   bit   31                      ...                                   bit   0   -    |  


     |-  BYTE   3   -|  |-  BYTE   2   -| |-  BYTE   1   -|  |-  BYTE  0    -|    


     |---------   WORD   1     --------| |--------   WORD   0    ----------|  


     |-----------------------------    DWORD    -----------------------------| 

    在C++中往往需要用字节,字,双字来操作数据,然而使用这种二进数来显示数并不是很方便,而使用十进制数显示,不能化整,因此选择使用16进制数来显示数据,因为一个16进制数每个个位正好就是4个二进制位的表示,一个字节8位,一个16进制数4位表示,因此一个字节用两个16进制数表示.据此,实际图像运算时双字指针比单字指针快,单字指针比字节指针快

    8B+字符的ascII对照:

                 8                   B                    +

    十进制:   56                 66                 43

    16进制:  38                 42                 2B

    二进制:   0011 1000    0100 0010    0010 1011

    使用位运算的好处是可以将BYTE,   WORD   或   DWORD   作为小数组或结构使用。通过位运算可以检查位的值或赋值,也可以对整组的位进行运算。

    位运算有六种运算符可以使用:
            &       与运算  
            |       或运算  
            ^       异或运算  
            ~       非运算(求补)  
          >>       右移运算  
          <<       左移运算

    与运算(&)  
    双目运算。二个位都置位(等于1)时,结果等于1,其它的结果都等于0。  
            1       &       1       ==       1  
            1       &       0       ==       0  
            0       &       1       ==       0  
            0       &       0       ==       0  
       
    与运算的一个用途是检查指定位是否置位(等于1)。例如一个BYTE里有标识位,要检查第4位是否置位,代码如下:  
       
      BYTE   b   =   50;  
      if   (   b   &   0x10   )  
              cout   <<   "Bit   four   is   set"   <<   endl;  
      else  
              cout   <<   "Bit   four   is   clear"   <<   endl;  
       
      上述代码可表示为:  
       
              00110010     -   b  
          &  00010000     -   &   0x10  
        ----------------------------  
              00010000     -   result  
       
      可以看到第4位是置位了。  
       
      或运算(|)  
      双目运算。二个位只要有一个位置位,结果就等于1。二个位都为0时,结果为0。  
            1       |       1       ==       1  
            1       |       0       ==       1  
            0       |       1       ==       1  
            0       |       0       ==       0  
          
      异或运算(^)  
      双目运算。二个位不相等时,结果为1,否则为0。  
       
            1       ^       1       ==       0  
            1       ^       0       ==       1  
            0       ^       1       ==       1  
            0       ^       0       ==       0  
       
      异或运算可用于位值翻转。例如将第3位与第4位的值翻转:  
       
      BYTE   b   =   50;  
      cout   <<   "b   =   "   <<   b   <<   endl;  
      b   =   b   ^   0x18;  
      cout   <<   "b   =   "   <<   b   <<   endl;  
      b   =   b   ^   0x18;  
      cout   <<   "b   =   "   <<   b   <<   endl;  
       
      可表达为:  
       
              00110010     -   b  
          ^  00011000     -   ^0x18  
          ----------  
              00101010     -   result  
       
              00101010     -   b  
          ^  00011000     -   ^0x18  
          ----------  
              00110010     -   result  
       
      非运算(~)  
      单目运算。位值取反,置0为1,或置1为0。非运算的用途是将指定位清0,其余位置1。非运算与数值大小无关。例如将第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;  
       
      可表达为:  
       
              00000011     -   0x03  
              11111100     -   ~0x03     b  
       
              0000000000000011     -   0x03  
              1111111111111100     -   ~0x03     w  
       
      非运算和与运算结合,可以确保将指定为清0。如将第4位清0:  
       
      BYTE   b   =   50;  
      cout   <<   "b   =   "   <<   b   <<   endl;  
      BYTE   c   =   b   &   ~0x10;  
      cout   <<   "c   =   "   <<   c   <<   endl;  
       
      可表达为:  
       
              00110010     -   b  
          &   11101111     -   ~0x10  
          ----------  
              00100010     -   result  
       
      移位运算(>>   与   <<)  
      将位值向一个方向移动指定的位数。右移   >>   算子从高位向低位移动,左移   <<   算子从低位向高位移动。往往用位移来对齐位的排列(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;  
       
      可表达为:  
              00001100     -   b  
              00110000     -   b   <<   2  
              00000011     -   b   >>   2  
          
      位域(Bit   Field)  
      位操作中的一件有意义的事是位域。利用位域可以用BYTE,   WORD或DWORD来创建最小化的数据结构。例如要保存日期数据,并尽可能减少内存占用,就可以声明这样的结构:  
       
      struct   date_struct   {  
              BYTE       day       :   5,       //   1   to   31  
                            month   :   4,       //   1   to   12  
                            year     :   14;     //   0   to   9999  
              }date;  
               
      在结构中,日期数据占用最低5位,月份占用4位,年占用14位。这样整个日期数据只需占用23位,即3个字节。忽略第24位。如果用整数来表达各个域,整个结构要占用12个字节。  
       
      |   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   --+  
       
      现在分别看看在这个结构声明中发生了什么  
       
      首先看一下位域结构使用的数据类型。这里用的是BYTE。1个BYTE有8个位,编译器将分配1个BYTE的内存。如果结构内的数据超过8位,编译器就再分配1个BYTE,直到满足数据要求。如果用WORD或DWORD作结构的数据类型,编译器就分配一个完整的32位内存给结构。  
       
      其次看一下域声明。变量(day,   month,   year)名跟随一个冒号,冒号后是变量占用的位数。位域之间用逗号分隔,用分号结束。  
       
      使用了位域结构,就可以方便地象处理普通结构数据那样处理成员数据。尽管我们无法得到位域的地址,却可以使用结构地址。例如:  
      date.day   =   12;  
      dateptr   =   &date;  
      dateptr->year   =   1852;

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