还有上次的C语言面试题目还有两篇文章没写完，刚好周末有时间来整理，明天给大家分享出来。每天进步一点点，日积月累你也是专家。 3、位取反： 位取反的符号是" ~"，也是稍微注意一下和逻辑取反的形式：C语言中位取反是" ~ "，C语言中的逻辑取反是" ! "。 按位取反是将操作数的二进制位逐个按位取反（1变成0，0变成1）；而逻辑取反是真（在C语言中只要不是0的任何数都是真）变成假（在C语言中只有0表示假）、假变成真。 b = ~~a; // 按位取反，逐个位操作，1变0，0变1 c = !! 2、左移位"<<" 与右移位">>"总结： C语言的移位要取决于数据类型。 对于无符号数，左移时右侧补0（相当于逻辑移位）。 对于无符号数，右移时左侧补0（相当于逻辑移位）。
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 C++和C这种语言是真的好，很强大分享，很香。 \n", c); return 0; } 输出结果： a & b = 0x123d0cf7. 注意：bit位是用bit0开始的。 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
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网上有文章说C语言的“位域”(bit fields)有可移植性的问题，原因是不同的编译器对位域的实现不同。 我决定用实验验证一下。 一、 实验过程： 1. 准备实验程序 这 是谭浩强C语言课本上第12章12.2节的位域示例程序： main() { struct bs { unsigned a:1; unsigned b:3; unsigned ,32位C编译器 运行结果： a=1 b=7 c=8 d=0x70 e=0x5060 f=0x10203040 *(unsigned long*)(&bit) = 5060708f 在这里我想说说两种语言。C/C++语言编写的程序里数据存储顺序是跟编译平台所在的CPU相关的，而JAVA编写的程序则唯一采用big endian方式来存储数据。 试想，如果你用C/C++语言在x86平台下编写的程序跟别人的JAVA程序互通时会产生什么结果?
二进制数、位、字节 PS：位运算详见计算机科学导论 前言： C语言中可以单独操控变量中的位，例如：通常向硬件设备发送一两个字节来操控这些设备，每个位（bit）都有特定的含义，另外，与文件相关的操作信息经常被存储 许多的压缩和加密操作都是直接除理单独的位。 高级语言一般不会处理这些级别的细节，C在提供高级语言便利的同时，还能在为汇编语言所保留的级别上工作。 二进制整数 C语言用字节（byte）表示存储系统字符集所需要的大小，所以C字节看可能是8位，9位，16位或者其他值。不过藐视存储芯片和数据率中所用的字节指的是8位字节。 例如： C unsigned char//用一个字节表示的范围是0~255 signed char//用一个字节表示的范围是-128~+128 有符号整数 如何表示有符号整数取决于硬件，而不是C语言。 用法：打开位 用法：关闭位（清空位） 用法：切换位 用法：检查位的值 移位运算符 示例 位字段 示例 位字段和按位运算符 对齐特性（C11）
一、操作位的方法 操作位有两种方法，一种是位字段，另一种是使用按位运算符。位字段的方法可查看往期笔记：【C语言笔记】位域。本文介绍使用按位运算符操作位的方法。下表为几种位操作符及其含义： ? 当我们要设置第0位bit0的值为1时，可能会这样进行设置： TEST = 0x01; 但是，这样设置是不够准确的，因为这时候已经同时操作到了高7位：bit1~bit7，如果这高7位没有用到的话，这么设置没有什么影响 在实际编程中，常改写为： TEST |= 0x01; 这种写法可以一定程度上简化代码，是 C 语言常用的一种编程风格。 同样的，要给TEST的低4位清0，高4位保持不变，可以进行如下配置： TEST &= 0xF0; 这个场景嵌入式开发中经常使用，方法就是先对需要设置的位用&操作符进行清零操作，然后用|操作符设值。 0X00000040; //设置相应位的值，不改变其他位的值 移位操作提高代码的可读性。
位带操作 STM32芯片除了通用的寄存器访问，还有一个比较有意思的位带操作。 这个位带的意思，就是每个比特(bit)位膨胀成一个32位的字(word)，当访问这些字的时候就达到了访问“位”的目的，这就是位带操作！ 位带操作一个典型的特点，就是把1个位映射到32位，在程序处理中方便操作具体位，典型的如RCC寄存器，需要逐位操作的地方比较多，直接寄存器操作的话，程序的可读性不强； 位带操作的缺点也很明显，就是在时间上开销也要稍大一些 The alias word at 0x2200001C maps to bit [7] of the bit-band byte at 0x20000000: 0x2200001C = 0x22000000 (0x0*32) + 0*4 = 0x22000000 0x20000000的bit[7] 位带字节映射计算: = 0x22000000 + (0x0*32) + 7*4 = 0x2200001C
为了节省存储空间，并使处理简便，Ｃ语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域， 并说明每个区域的位数。 每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。 int main() { struct bs { unsigned a:1; unsigned b:3; unsigned c:4; } 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 第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。
我们现在要学的是位运算里面的位段。 那么什么是位段呢？下面的截图就是位段的解释和一个例子。 可以直接用位段的成员名称来访问 比移位、与、或还方便 编译器会安排其中的位的排列，不具有可移植性 当所需的位超过一个int时会采用多个int 所以说我们的位段就是运用于比较底层的位置，和直接操作硬件的场合 可变数组：可变数组 我们的c语言的数组都是固定大小的。 但是那是在我们运行过程当中，如果开始或结束是可以的。 我们可以做一个函数库，我们先定义一些函数c程序段，也就是上面的这些， 当然所有的都是array开头， create：表示的是创建一个数组， free：表示的是我们会把那一个数组的空间回收。
数据类型占用字节个数：2 num3: -32767, 37777700001, ffff8001 num3_2: -1, 37777777777, ffffffff */ 四、整数的位操作 100|100|88: 124 88^100^88: 100, 100^88^100: 88, -88^100^-88: 100 */ 用short类型来（占用2个字节）演示负数参与按位操作 : 87 -88&100: 32, -88&-100: -120 -88|-100: -68, 88^-100: -60, -88^-100: 52 */ 五、整数的位移操作 ：任何数num异或另外一个数num2两次都为该数num */ int a = 10, b = 8; //第一种方式，增加一个中间变量来交换 int c = a; a=b ; b=c; printf("第一种方式：a=%d, b=%d \n", a, b); //第二种方式 printf("第二种方式交换a: %d, b: %d的值:\n
*i16; uint_least64_t uVar = 989; printf("product=%d\n",product); return 0; } 结果： 在进行计算密集型的整数操作时 ，应确保用于储存整数的操作类型比较快，stdint.h头文件定义了最小位数的整型，对应于可存储最小位数的类型，提供了最快的整数操作。 int_fastN_t形式的类型是容纳N位的最快的有符号整数，uint_fastN_t是容纳N位的最快的无符号整数，至少8 16 3264位的快速类型遵循C11标准的编译器支持。
位字段(bit-field)是一个由具有特定数量的位组成的整数变量。结构或联合的成员也可以是位字段。如果连续声明多个小的位字段，编译器会将它们合并成一个机器字(word)。 当然，也可以使用位运算符来独立处理特定位，但是位字段允许我们利用名称来处理位，类似于结构或联合的成员。 但是，如果声明了一个无名称的位字段，就没有办法获取它。没有名称的位字段只能用于填充(padding)，以帮助后续的位字段在机器字中对齐到特定的地址边界。(3) 宽度位字段中位的数量。 宽度必须是一个常量整数表达式，其值是非负的，并且必须小于或等于指定类型的位宽。无名称位字段的宽度可以是 0。在这种情况下，下一个声明的位字段就会从新的可寻址内存单元开始。 如果紧接着的位字段适合同一内存单元中剩下的空间，那么就被定义到与前面的位字段紧邻的位置。
获取0-n之间的所有偶数 func even(a int) (array []int) { for i := 0; i < a; i++ { if i&1 == 0 { // 位操作符 &与C语言中使用方式一样 array = append(array, i) } } return array } // 互换两个变量的值 // 不需要使用第三个变量做中间变量 int { a = a << 1 a = a >> 1 return a } // 变换符号 func nagation(a int) int { // 注意: C语言中是 ~a+1这种方式 return ^a + 1 // Go语言取反方式和C语言不同，Go语言不支持~符号。
指针和位运算很适合编写系统软件的需要。 位运算指进行二进制位的运算。 按位与”运算符 & 用途 1）清零 2）取一个数中某些指定位（比如只需要低8位） 3）想保留哪一位保留下来，就与一个数进行&运算，此数在该位取1。 按位或 | 按位异或(XOR) ^ 同0异1 1）使特定位翻转 2）与0相异或，保留原值 3）交换两个值，不用临时变量 //假如a=3，b=4。 ; a=a^b; b=b^(a^b)=a^b^b=a;( b^b=0) a=a^b^(b^a^b)=a^a^b^b^b=b; 取反运算 ~（单目运算符） 左移运算符 << 将一个数的各二进制位全部向左移若干位 a = a<<2；（向左移2位） 高位左移后溢出，舍弃。
先说结论 假设x为signed int，也就是说它的补码表示中第一位表示符号(1:负；0：正)，那么~x=-(x+1) 证明 计算机内部使用补码表示，则问题相当于求证：当x为signed int时，(~ 0 也就是说-(-x)补=(-(-x))补 (3) 把(3)带入(2)，得到： (~x)补-(-x)补 = (~x)补+(-(-x))补 = [(~x) + x ]补 = [1111…11]补 (所有位都为 1) = [1111…10]反 (最后一位为0，其它位都为1) = [1000…01]原 (第一位和最后一位为1，其它位都为0) = (-1)补 也即(1)得证，因而(0)成立。
正是基于这种考虑，C语言又提供了一种数据结构，叫做位域或位段。 位域是操控位的一种方法（操控位的另一种方法是使用按位运算符，按位运算符将在之后的笔记中做介绍）。 而结构体变量pk2的各成员超出了限定的位数，并发生了上溢（溢出中的一种），关于溢出的概念可查看往期笔记：【C语言笔记】整数溢出 C语言标准规定，只有有限的几种数据类型可以用于位域。 关于C语言的几套标准可查看往期笔记：【C语言笔记】什么是ANSI C标准？ 位域的存储 位域的存储同样遵循结构体内存对齐的规则，关于结构体内存对齐的问题可查看往期笔记：【C语言笔记】C语言结构体内存对齐问题 看一个例子： #include <stdio.h> struct pack （此处为unsigned类型所占的字节数）内，即4个字节内，所以struct pack类型的变量所占的字节长度为4个字节（实际a、b、c一共占用12bit,还有20bit空间为保留的空白）。
位制就是为了减小存储大小，把一个char, unsigned int, int的存储空间进行拆分后，对每个进行操作。 stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct test{ char a: 4; char b: 1; char c: 1; }test; int main(){ test m; m.a = 3; m.b = 3; m.c = 3; printf("% 其实说白了test就是把一个char类型的存储空间，拆分成4位，1位，1位的存储空间进行操作。 1; }test; int main(){ test m; m.a = 3; m.b = 3; m.c = 3; printf
下面进行举例说明，假如有一个8位的TEST寄存器： ======022 当我们要设置第0位bit0的值为1时，可能会这样进行设置： TEST = 0x01; 但是，这样设置是不够准确的，因为这时候已经同时操作到了高 在实际编程中，常改写为： TEST |= 0x01; 这种写法可以一定程度上简化代码，是 C 语言常用的一种编程风格。 同样的，要给TEST的低4位清0，高4位保持不变，可以进行如下配置： TEST &= 0xF0; 二、嵌入式中位操作一些常见用法 1、一个32bit数据的位、字节读取操作 （1）获取单字节： #define ： #define SET_BIT(x, bit) (x |= (1 << bit)) /* 置位第bit位 */ ======011 ======012 4、判断某一位或某几位连续位的值 ODR &= ~（1 << 10）; /* PA10输出低（清0操作） */ 也可用我们上面的置位、清零的宏定义： SET_BIT(GPIOA->ODR, 10); /* PA10输出高（置1操作
按位“与”运算符 (&) 会将第一操作数的每一位与第二操作数的相应位进行比较。如果两个位均为 1，则对应的结果位将设置为 1。否则，将对应的结果位设置为 0。 按位与或运算符：| 语法 expression | expression 备注 按位“与或”运算符 (|) 将第一个操作数的每个位与第二个操作数的对应位进行比较。 如果其中一个位是 1，则将对应的结果位设置为 1。否则，将对应的结果位设置为 0。 按位“与或”运算符的两个操作数必须为整型。 算术转换中涵盖的常用算术转换适用于操作数。 按位异或运算符：^ 语法 expression ^ expression 备注 按位“异或”运算符 (^) 将第一操作数的每个位与第二操作数的相应位进行比较。 如果一个位是 0，另一个位是 1，则相应的结果位将设置为 1。否则，将对应的结果位设置为 0。 按位“异或”运算符的两个操作数都必须为整型。 算术转换中涵盖的常用算术转换适用于操作数。
主要原因是：有些信息在存储时，只需占几个或一个二进制位（bit），并不需要占用一个完整的字节。例如，在存放一个开关量时，只有0和1两种状态，用一位二进位即可。 为了节省存储空间，并使处理简便，Ｃ语言提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。 1、概念和定义 位域：是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域，并说明每个区域的位数。 每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。 4 } 在这个位域定义中，a 占第一字节的 4 位，后 4 位填 0 表示不使用，b 从第二字节开始，占用 4 位，c 占用 4 位。 注意：位域成员往往不占用完整的字节，有时候也不处于字节的开头位置，因此使用&获取位域成员的地址是没有意义的，C语言也禁止这样做。地址是字节（Byte）的编号，而不是位（bit）的编号。
“要成为绝世高手，并非一朝一夕，除非是天生武学奇才，但是这种人…万中无一” ——包租婆 这道理放在C语言学习上也一并受用。 在编程方面有着天赋异禀的人毕竟是少数，我们大多数人想要从C语言小白进阶到高手，需要经历的是日积月累的学习。 那么如何学习呢？当然是每天都练习一道C语言题目！！ ? 作者 闫小林 白天搬砖，晚上做梦。 例93：学习C语言使用按位取反~。 解题思路：正数取反是先将初始数值转换成二进制数（6==》00000110），再对二进制数的每一位取反：即将0变为1、将1变为0。 11111001），得到的是最终结果的补码，要转换为最终结果的原码则需再次取补码，就能得到计算结果；负数取反是先将初始数值转换成二进制数（以-6为例，10000110），再取得二进制数的补码，之后对补码的每一位取反 C语言源代码演示： 学习使用按位取反~。
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