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§1位运算符与位运算位是指二进制数的一位，其值为0或1。位段以位为单位定义结构体(或共用体)中成员所占存储空间的长度。含有位段的结构体类型称为位段结构。1.位运算符位运算符主要有如表11.1所示。运算符含义运算符含义&按位与～取反|按位或＜＜左移∧按位异或＞＞右移说明：(1)运算量只能是整型或字符型的数据。(2)运算符中除位反(～)外，均为二目运算符，即要求两侧各有一个运算量。2.位运算(1)&(按位“与”)运算规则为：0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=l(即只有当两者都为真时才为真)例如，-5&9的值为1，运算过程如下：(&)9=0000100100001001-5=111l1011例如，-5&3的值为3，此时要把-5写成补码的形式，其补码为111l1011，运算过程如下：(&)3=0000001100000011-5=111l1011(2)|(按位“或”)运算规则为：0|0=0，0|l=l，1|0=l，l|l=l(即只要有一个为真其结果为真)例如，5|9的值为13，运算过程如下：00001101(|)9=000010015=00000101(3)∧(按位“异或”)运算规则为：0∧0=0，0∧1=1，1∧0=1，l∧1=0(即当两者取值相异时为真)例如，-5∧3的值为-8，运算过程如下：(∧)3=0000001111111000-5=111l1011(4)～(按位“取反”)运算规则为：～0=l，～l=0(取相反的值)例如，～7的值为-8，运算过程如下：(～)7=0000011111111000(5)＜＜(“左移”)用来将一个数的各二进位全部左移若干位，右边空缺位补0。例如，将3左移2位，结果为12。如图11.1:0000001100001100左移2位图11.13左移两位得到12左移1位相当于该数乘以2，左移n位相当于该数乘以2n。因此，将3左移2位，相当于3乘以4。(6)＞＞(“右移”)用来将一个数的各二进位全部右移若干位。移去右端的位被舍弃，若为无符号数，左端补0。例如，将15右移3位，结果为1。如图11.20000111100000001右移3位图11.215右移3位得到1右移1位相当于该数除以2，右移n位相当于该数除以2n，因此，将15右移3位，相当于15/23=1(C语言规定整数相除商为整数)。右移时应注意符号问题。对于无符号数，右移时左端补0。对于有符号数，若符号位为0（该数为正），则右移时左端补0，同无符号数的处理。若符号位为1（该数为负），则右移时左端是补0还是补1，取决于所用的计算机系统。有的系统左端补0，称逻辑右移；左端补1，称算术右移。显然，两种方式所得的结果是不一样的。TurboC采用的是算术右移。例如：a：1111111111101111（补码，其十进制数是-17）a＞＞30001111111111101（逻辑右移，高位补0）a＞＞31111111111111101（算术右移，其十进制数是-3）§2程序举例例:取一个无符号数的4～7位。设无符号数用2个1)字节存储。解题思路：(右移4位，使要取出的位移到最右端。如图11.3所示157403015(2)根据提取指定位的方法，和0000000000001111（十六进制数0x000F）进行位与运算，程序如下：图11.3两个字节的无符号数右移4位#includestdio.hmain(){unsigneda,b;scanf(”%u”,&a);b=a4;b=b&0x000F;printf(”\na=%ub=%u”,a,b);}运行情况如下：115a=115,b=7例2循环移位。要求将一个无符号数进行左循环移位。如图11.4所示。将a左移1位，并将移出位补到右端，输入′e′结束。图11.4无符号数左循环移位说明：此题很有实用意义。公共场合（如车站）发布信息的显示屏上滚动显示的信息，就是通过对显示缓冲区做类似处理来实现的。解题步骤：（1）提取最高位。（2）根据最高位为0还是1，设置标志变量为0或非0。（3）根据标志变量的值，给最低位置0（左移时右端补0，此步可省略）或置1。（4）重复以上步骤，直到有键按下。程序如下：#includestdio.hmain(){unsigneda;intflag;scanf(”%u”,&a);while(getchar()!=’e’){flag=a&0x8000;a=a1;if(flag)a=a|0x0001;}printf(”\na=%u”,a);}运行情况如下：135ea=270§3、位段结构位段结构也是一种结构体类型，只不过其中含有以位为单位定义存储长度的整数类型位段成员。在某些应用中，特别是对硬件端口的操作，需要标志某些端口的状态或特征。而这些状态或特征只需要一个机器字中的一位或连续若干位来表示。采用位段结构既节省存储空间，又可方便操作。位段结构中位段的定义格式为：unsigned成员名：二进制位数例如：structbytedata{unsigneda:2;/*位段a，占2位*/unsigned:6;/*无名位段，占6位，但不能访问*/unsigned:0;/*无名位段，占0位，表示下一位段从下一字边界开始unsignedb:10;/*位段b，占10位*/inti;/*成员i，从下一字边界开始*/}data;对16位的TurboC2.0而言，data变量的内存分配示意图见下图。位段a无位段名未用位段b未用成员i2位6位8位10位6位16位低地址高地址data变量的内存分配示意图应该注意的是，16位的TurboC2.0的字边界在2倍字节处，其他的C语言的字边界可能在若干倍字节处(如VisualC++6.0在4倍字节处)。位段数据的引用，同结构体成员中的数据引用一样，但应注意位段的最大取值范围不要超出二进制位数确定的范围，否则超出部分会丢弃。关于位段数据，注意以下几点：(1)一个位段必须存储在同一存储单元(即字)之中，不能跨两个单元。如果其单元空间不够，则剩余空间不用，从下一个单元起存放该位段。(2)可以通过定义长度为0的位段的方式使下一位段从下一存储单元开始。(3)可以定义无名位段。(4)位段的长度不能大于存储单元的长度。(5)位段无地址，不能对位段进行取地址运算。(6)位段可以以％d，％o，％x格式输出。(7)位段若出现在表达式中，将被系统自动转换成整数。例3试编一个程序，将一个16进制整数(占2字节)的各位循环左移4个二进制位，如2fel循环左移4个二进制位后为fe12。可先取出16进制整数的最高4个二进制位，然后将该整数左移4个二进制位，最后将先前取出的最高4个二进制位放入低4个二进制位位置。具体步骤为：(1)取出16进制整数x的最高4个二进制位至y：y=x＞＞(16-4)&0xf。(2)将该整数x(占2字节)左移4个二进制位：x=(x＜＜4)&0xffff。(3)将先前取出的最高4个二进制位放入低4个二进制位：x=x|y。程序如下：#includestdio.hmain(){intx,y;printf(”\n请输入16进制整数:”);scanf(”%x”,&x);y=x(16-4)&0xf;x=(x4)&0xffff;/*16位的C语言程序不需要″按位与″0xffff*/x=x|y;printf(”循环左移4个二进制位得:%x”,x);}程序运行结果如下：请输入16进制整数:2fe1循环左移4个二进制位得:fel2