iOS位運算及聯合體位域

2021-10-09 22:38:46 字數 4272 閱讀 3264

3. 位域

4. 聯合體

5. 聯合體位域

今天來點概念性的東西，如果在**中用到位運算和聯合體位域，是不是會顯得高階一些呢？哈哈。

在c語言中共提供了6中位運算子，具體如下：

& 	按位與


| 	按位或


^ 	按位異或


~ 	取反


<< 	左移


>> 	右移
按位與運算子"&"是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。

只有對應的兩個二進位均為 1 時，結果位才為 1，否則為 0。參與運算的數以補碼方式

出現。例如：9&5 可寫算式如下：

00001001


(9 的二進位制補碼)


&00000101


(5 的二進位制補碼)


00000001


(1 的二進位制補碼)
可見 9&5=1。

按位與運算通常用來對某些位清 0 或保留某些位。例如把 a 的高八位清 0 ，保留低八

位，可作 a&255 運算( 255 的二進位制數為 0000000011111111)。

按位或運算子「|」是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相或。只

要對應的二個二進位有乙個為 1 時，結果位就為 1。參與運算的兩個數均以補碼出現。

例如：9|5 可寫算式如下：

00001001


|00000101


00001101


(十進位制為 13


)可見 9|5


=13
按位異或運算子「^」是雙目運算子。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相異

或，當兩對應的二進位相異時，結果為 1。參與運算數仍以補碼出現。

例如 9^5 可寫成算式如下：

00001001


^00000101


00001100


(十進位制為 12


)
求反運算子～為單目運算子，具有右結合性。其功能是對參與運算的數的各二進位按位

求反。例如～9 的運算為：

~


(0000000000001001


)結果為：1111111111110110
左移運算子「<<」是雙目運算子。其功能把「<< 」左邊的運算數的各二進位全部左移若

乾位，由「<<」右邊的數指定移動的位數，高位丟棄，低位補 0。

例如：

a<<


4
指把 a 的各二進位向左移動 4 位。如 a=00000011(十進位制 3)，左移 4 位後為 00110000(十進位制 48)。

右移運算子「>>」是雙目運算子。其功能是把「>> 」左邊的運算數的各二進位全部右移若

乾位，「>>」右邊的數指定移動的位數。

例如：

設 a=


15，a>>


2
表示把 000001111 右移為 00000011(十進位制 3)。

應該說明的是，對於有符號數，在右移時，符號位將隨同移動。當為正數時，最高位補

0，而為負數時，符號位為 1，最高位是補 0 或是補 1 取決於編譯系統的規定。turbo c 和

很多系統規定為補 1。

有些資訊在儲存時，並不需要占用乙個完整的位元組，而只需佔幾個或乙個二進位制位。例

如在存放乙個開關量時，只有 0 和 1 兩種狀態，用一位二進位即可。為了節省儲存空間，並

使處理簡便，ｃ語言又提供了一種資料結構，稱為「位域」或「位段」。

所謂「位域」是把乙個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域，並說明每個區域的位數。

每個域有乙個網域名稱，允許在程式中按網域名稱進行操作。這樣就可以把幾個不同的物件用乙個字

節的二進位制位域來表示。

位域定義與結構定義相仿，其形式為：

struct 位域結構名


;
其中位域列表的形式為：

型別說明符 位網域名稱：位域長度
例如：

struct bits


;
位域變數的說明與結構體變數說明的方式相同。 可採用先定義後說明，同時定義說明或

者直接說明這三種方式。

例如：

struct bits


data;
說明 data 為 bits 變數，共佔兩個位元組。其中位域 a 佔 8 位，位域 b 佔 2 位，位域 c 佔 6

位。對於位域的定義尚有以下幾點說明：

乙個位域必須儲存在同乙個位元組中，不能跨兩個位元組。如乙個位元組所剩空間不夠存放另一位域時，應從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。

例如：

struct bits
在這個位域定義中，a 佔第一位元組的 4 位，後 4 位填 0 表示不使用，b 從第二位元組開始，占用 4 位，c 占用 4 位。

由於位域不允許跨兩個位元組，因此位域的長度不能大於乙個位元組的長度，也就是說 不能超過 8 位二進位。

位域可以無位網域名稱，這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。

例如：

struct bits


;
從以上分析可以看出，位域在本質上就是一種結構型別，不過其成員是按二進位分配的。

位域的使用和結構成員的使用相同，其一般形式為：

位域變數名·位網域名稱
位域允許用各種格式輸出。

main()


bit,


*pbit;


bit.a=1;


bit.b=7;


bit.c=15;


printf


("%d,%d,%d\n"


,bit.a,bit.b,bit.c)


;	pbit=


&bit;


pbit->a=0;


pbit->b&=3


;	pbit->c|=1


;printf


("%d,%d,%d\n"


,pbit->a,pbit->b,pbit->c)


;}
位運算是ｃ語言的一種特殊運算功能， 它是以二進位制位為單位進行運算的。位運

算符只有邏輯運算和移位運算兩類。位運算子可以與賦值符一起組成復合賦值符。

如&=,|=,^=,>>=,<<=等。

利用位運算可以完成組合語言的某些功能，如置位，位清零，移位等。還可進行數

據的壓縮儲存和並行運算。

位域在本質上也是結構型別，不過它的成員按二進位制位分配記憶體。其定義、說明及

使用的方式都與結構相同。

位域提供了一種手段，使得可在高階語言中實現資料的壓縮，節省了儲存空間，同

時也提高了程式的效率。

聯合體也叫共用體，是一種特殊的類，也是一種構造型別的資料結構。在乙個聯合體內能夠定義多種不同的資料型別。乙個被說明為該聯合體型別的變數中。同意裝入該聯合體所定義的不論什麼一種資料。這些資料共享同一段記憶體，以達到節省空間的目的。

聯合體有兩個特性：

1. 在union中，分配記憶體空間的大小，等於佔記憶體最大的資料型別位元組大小。

2. 共享同一段記憶體

下面就驗證一下這兩個特性：

union bits ;-


(void


)uniontest
uniontest方法中，按照聯合體特性bit的大小應該是8位元組（由double決定的），a和b的位址應該是相同的，並且先給a賦值，再給b賦值，那麼b的值會將a的值覆蓋，下面看結果。

gymdemo[


8709


:405491


] bits size =


8位元組gymdemo[


8709


:405491


] a address =


0x7ffee72d70b8


, b address =


0x7ffee72d70b8


gymdemo[


8709


:405491


] a =


0, b =


8.000000
union isa bits;


};
上面的這種結構即是聯合體位域的乙個示例，聯合體isa中的cls和bits只能有乙個是有值，從而節省了空間，而bits又是位域，能儲存很多資料，節省空間，所以聯合體位域能夠大大的節省空間。

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