C语言位操作（二）

今天给大家继续分享C语言里面的位操作；这个礼拜熟悉了一下公司代码，第一次看内核代码的感受就是（看的是 rtos——threadx 和 Linux），C 语言基础要好，不然看源代码很是难受，而且一般企业里面的项目都是非常庞大的，所有的一切都要靠自己去理解，所以的话平时一些c语言基础要掌握好，比如说：指针，二级指针，函数指针，指针函数，结构体数组指针，结构体指针数组，数组指针，指针数组，结构体等，甚至一些 GNU 里面的c 语言用法，可能在平时的单片机代码里面不是很常见，比如说:  attribute 的多种用法，week 弱定义，volatile 的使用，内联函数的使用，结构体位域的使用等等，当然也会有C++代码；现在越来越觉得C++和C这种语言是真的好，很强大分享，很香。想必刚才说的里面有些读者可能没用甚至也没有听过（当然您是老手的话，那可是小菜一碟啊！），没关系，作者也是一边学习一边总结的，后面也会总结分享出来的，希望对各位有用。

一、得明白位操作的用武之地：

        其实大家写过单片机的程序都或多或少的接触到这个位擦做，就像当初作者学习 stm32 的时候，点亮一个 led 灯，用寄存器的方法去实现，这个至今都记忆犹新，哈哈；所以说，做底层开发的话，一定要会位操作，也就是对一些外设寄存器的位操作，这是嵌入式工程师必备的一个小技能。

二、位操作的几种特殊实现方式：

1、特定位清零用"&"：

我们在对外设寄存操作的话，就经常要这样干，以至于来实现自己想要的功能来。比如说如果希望将一个寄存器的某些特定位变成 0 而不影响其他位，可以构造一个合适的 1 和 0 组成的数和这个寄存器原来的值进行位与操作，就可以将特定位清零。下面我们来看一个简单的例子（假设原来 32 位寄存器中的值为：0xaaaaaaaa，我们希望将 bit8 ～bit15 清零而其他位不变，可以将这个数与0xffff00ff进行位与即可。）：

 #include <stdio.h>

 int main(void) 
{
     unsigned int a=0xaaaaaaaa;
     unsigned int  b=0xffff00ff;
     unsigned int  c =a&b;
    printf("the c is 0x%x\n",c);

    return 0;   

 }

输出结果：

 the c is 0xaaaa00aa

2、特定位置1用 "|":

首先我们要明白一点：任何数，（其实就是1或者0）与1位或变成1，与0位或无变化。再明白了这一点后，我们来看一个例子（把一个寄存器值的bit4～bit7置1，其他位不变）：

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
      unsigned int a = 0x123d0cd7;
      unsigned int b = 0xf0;
      unsigned int c;

      c = a | b;
      printf("a & b = 0x%x.\n", c);  

      return 0; 

}

输出结果：

  a & b = 0x123d0cf7.

注意：bit位是用bit0开始的。

3、特定位取反用 "^":

同样，首先要明白的"^"的基本用法：任何数，其实就是1或者0）与1位异或会取反，与0位异或无变化。所以，我们要构造这样一个数：要取反的特定位为1，其他位为0，然后将这个数与原来的数进行位异或即可。下面我们来看一个例子(把一个寄存器值的bit4～bit7取反，其他位不变):

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
      unsigned int a = 0x123d0c37;
      unsigned int b = 0xf0;
      unsigned int c;

      c = a ^ b;
      printf("a & b = 0x%x.\n", c);      

      return 0; 

 }

输出结果：

  a & b = 0x123d0cc7.

4、使用移位(或者有位操作符结合）获取特定位为1或者0的二进制数：

这种用法，用的比较多，比如说用"<<"（左移操作）和">>"（右移操作）移位操作来获得自己想要的目标结果，而且还会和我们上面讲的位操作符来结合使用；这里我们来看两个例子：

• 获取bit3～bit7为1，同时bit23～bit25为1，其余位为0的数：((0x1f<<3) | (7<<23))

 #include <stdio.h>

 int main(void) 
{
      unsigned int a ;
      a = ((0x1f<<3) | (0x7<<23));
      printf("a = 0x%x.\n", a);      

      return 0; 

}

输出结果：

 a = 0x38000f8.

说明：

        这里0x1f左移3位的话就成了0xf8了，然后0x7左移23位的话，就成了 0x3800000，然后两者再进行或操作，最后结果就是0x38000f8了。

• 这次我们要获取bit4～bit10为0，其余位全部为1的数。怎么做？利用上面讲的方法就可以：(0xf<<0)|(0x1fffff<<11)，这样的话就比较不好弄了，所以这种特定位（比较少）为0而其余位（大部分）为1的数，不适合用很多个连续1左移的方式来构造，适合左移加位取反的方式来构造。我们可以这样来操作：先试图构造出这个数的位相反数，再取反得到这个数。（譬如本例中要构造的数bit4～bit10为0其余位为1，那我们就先构造一个bit4～bit10为1，其余位为0的数，然后对这个数按位取反即可）：

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
      unsigned int a;
      a = ~(0x7f<<4);                   
      printf("a = 0x%x.\n", a);  

      return 0; 

 }

     输出结果：

  a = 0xfffff80f.

5、小结：

• 如果你要的这个数比较少位为1，大部分位为0，则可以通过连续很多个1左移n位得到。
• 如果你想要的数是比较少位为0，大部分位为1，则可以通过先构建其位反数，然后再位取反来得到。
• 如果你想要的数中连续1（连续0）的部分不止1个，那么可以通过多段分别构造，然后再彼此位与即可。这时候因为参与位或运算的各个数为1的位是不重复的，所以这时候的位或其实相当于几个数的叠加。

三、总结：

好了，今天的分享就到这里了，更多位操作实战演示在下篇文章中继续分享。希望今天的分享对你有帮助！感谢您的收看！