关于位操作

位简介

简单来说，位就是1和0，在电脑中做的每一件事都是由它们组成的。电脑中所有的数据使用的是位。一个字节由8个位组成；一个字由两个字节组成，即16个位；而一个双字由四个字节组成，即32个位。

 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 -----------------------------+

C++位操作包括两种：传统的C语言方式的位操作和C++中利用bitset容器的位操作

   

一、传统的C方式位操作：

1.基本操作：

   使用一个unsigned int变量来作为位容器。

2.操作符：

|   按位或操作符：result=exp1|exp2;当exp1和exp2中对应位中至少有一个为1时，result中对应位为1，否则为0。

&  按位与操作符：：result=exp1&exp2;当exp1和exp2中对应位全为1时，result中对应位为1，否则为0。

^  按位异或或操作符：result=exp1^exp2;当exp1和exp2中对应位不相同时，result中对应位为1，否则为0。

~  反转操作符：将位容器中的所有位都反转，1变为0，0变为1。

<< 按位左移操作符：exp<<n，将容器中所有的位向左移n位，空出的位用0填充。

>> 按位右移操作符：exp>>n，将容器中所有的位向右移n位，空出的位用0填充。

|=,&=,^= 分别对应|&^三种操作符的复合操作符。

3.常用操作

   这里我们假设有一个result的unsigned int变量用来储存32个学生的成绩（通过和不通过分别用0和1），这样result就有33位（result从右至左，从0开始计算位数，在这个例子中0位被浪费）。

(a) 将第27位设置为及格（设作1）其他位不变：

   result|＝(1<<27) //任意的位值与1作按位或操作其值为1，而与0作按位与操作其值不变

(b) 将第27位设置成不及格（设为0）。

   result&=~(1<<27) //任意的位值与0作按位与操作其值为0，而与1作按位与操作其值不变

(c) 反转第27位的值。

   result^=(1<<27) //任意的位值与1作按位异或操作其值为1，而与0作按位异与操作其值不变

 

二、C++中的bitset容器

1.头文件：

  #include <bitset>

2.声明一个容器：

 (a)声明一个指定位数的空容器（所有位设为0）: bitset<int> bits;

 (b)声明一个指定位数并将指定的几个位初始化为相应值的容器： bitset<n> bits(int);

     bitdet<int> bits(string&)

总结：bitset模板类中类型参数传递容器的位数，而构造函数参数通过一个int或一个string&值来从右至左初始化容器中的相应值。

3.bitset的基本用法：

操作

功能

用法

Test(pos)

Pos位是否为1？

a.test(4)

Any()

任意位是否为1？

a.any()

None()

是否没有位为1？

a.none()

Count()

值是1的位的个数

a.count()

Size()

位元素个数

a.size()

[pos]

访问pos位

a.[pos]

Flip()

翻转所有位

a.flip()

Flip(pos)

翻转pos位

a.flip(4)

Set()

将所有位置1

a.set()

Set(pos)

将pos位置1

a.set(4)

Reset()

将所有位置0

a.reset()

Reset(pos)

将pos位置0

a.reset(4)

 

4.bitset与传统C位操作及字符串的转换

   可以通过to_string()成员将容器转输出为一个string字符串，另外还可以用to_long()成员将容器输出到传统的用于C风格的位容器中。如：

  unsigned long bits = bits.to_long();

  sting str(bits.to_string());

5.bitset支持所有的位操作符。

C语言中常见的置位操作

如何对某一位置0或者置1？
方法一:

写成宏，方便移植
#define setbit(x,y) x|=(1<<y) //将X的第Y位置1
#define clrbit(x,y) x&=!(1<<y) //将X的第Y位清0

 

方法二:

C语言位运算除了可以提高运算效率外，在嵌入式系统的编程中，它的另一个最典型的应用，而且十分广泛地正在被使用着的是位间的与（&）、或（|）、非（~）操作，这跟嵌入式系统的编程特点有很大关系。我们通常要对硬件寄存器进行位设置

 

譬如，我们通过将AM186ER型80186处理器的中断屏蔽控制寄存器的

第低6位设置为0（开中断2），最通用的做法是：

#define INT_I2_MASK 0x0040
wTemp = inword(INT_MASK);
outword(INT_MASK, wTemp &~INT_I2_MASK);

而将该位设置为1的做法是：

#define INT_I2_MASK 0x0040
wTemp = inword(INT_MASK);
outword(INT_MASK, wTemp | INT_I2_MASK);

判断该位是否为1的做法是：

#define INT_I2_MASK 0x0040
wTemp = inword(INT_MASK);
if(wTemp & INT_I2_MASK)
{
… /* 该位为1 */
}

方法三:

int a|=(1<<x) //X就是某位需要置1的数字，如第四位置1为： a|=(1<<4)
int b&=~(1<<x) //把某位置0

x=x|0x0100    //把第三位置1
x=x&0x1011    //把第三位置0

#define BitGet(Number,pos) ((Number) >> (pos)&1)) //用宏得到某数的某位
#define BitGet(Number,pos) ((Number) |= 1<<(pos)) //把某位置1
#define BitGet(Number,pos) ((Number) &= ~(1<<(pos)) //把某位置0
#define BitGet(Number,pos) ((Number) ^= 1<<(pos)) //把Number的POS位取反

典型操作有：
WTCON |=  (1 << 5) //WTCON的第五位清1
WTCON &= ~(1 << 5) //WTCON的第五位清0 

与其它语言不同，C语言支持全部的位操作符（BitwiseOperators）。因为C语言的设计目的是取代汇编语言，所以它必须支持汇编语言所具有的运算能力。位操作是对字节或字中的位（bit）进行测试、置位或移位处理，这里字节或字是针对C标准中的char和int数据类型而言的。位操作不能用于float、double、longdouble、void或其它复杂类型