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标题: 逍遥自在学C语言 | 位运算符>>的高级用法 [打印本页]

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作者: tsx81428    时间: 2023-4-17 01:22
标题: 逍遥自在学C语言 | 位运算符>>的高级用法
前言

在上一篇文章中，我们介绍了 运算符的一些高级用法。

一、人物简介

• 第一位闪亮登场，有请今后会一直教我们C语言的老师 —— 自在。
  

• 第二位上场的是和我们一起学习的小白程序猿 —— 逍遥。
  

二、优化除法运算

• 除法运算需要比位移运算需要更多的计算资源，某些情况下采用位移运算可以提高性能
  
• 代码示例
  

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.     int a = 1024;
5.     int b = a / 8; // 整除8
6.     int c = a >> 3; // 相当于除以8
7.     printf("b = %d, c = %d\n", b, c);
8.     return 0;
9. }

复制代码

• 每右移一位相当于除以2， a >> 3相当于a/(2*2*2) = a/8；
  
• 运行结果
  

三、获取字节序

• 大端模式：是指数据的高字节保存在内存的低地址中，而数据的低字节保存在内存的高地址中。
  
• 小端模式：是指数据的高字节保存在内存的高地址中，而数据的低字节保存在内存的低地址中。
  
• 右移运算符还可以用于获取当前系统的字节序（即大端序或小端序）
  
• 比如数字 0x1234在内存中的表示形式为：
  大端模式：
  低地址 -----------------> 高地址
  0x12 | 0x34
  小端模式：
  低地址 ------------------> 高地址
  0x34 | 0x12
  
• 代码示例
  

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.     short int i = 0x1234; // 假设i在内存中的地址为0x1000
5.     char *p = (char *)&i; // 将i的地址转换为字符型指针，即指向0x1000的字节型指针
6.     if (*p == 0x12) // 判断*p的值是否等于0x12，如果等于则为大端序，否则为小端序
7.     {
8.         printf("大端序\n");
9.     }
10.     else
11.     {
12.         printf("小端序\n");
13.     }
14.     return 0;
15. }

复制代码

• 运行结果
  

四、提取二进制数的某一位

• 将一个二进制数右移n位，再与1进行按位与运算，得到的结果就是这个二进制数的第n位(从第0位开始算)
  
• 例如，将1011右移2位，得到的结果是10，再与1进行按位与运算，得到的结果是0，即1011的第二位是0
  
• 代码示例
  

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.     int a = 0b1011;
5.     int b = (a >> 2) & 1; // 提取a的第二位，即0
6.     printf("第二位的值为 %d\n", b);
7.     return 0;
8. }

复制代码

• 运行结果
  

五、提取二进制数的多个连续位

• 将一个二进制数右移n位，再与一个掩码进行按位与运算，得到的结果就是这个二进制数从第n位开始的若干位
  
• 例如，将1011011右移3位，得到的结果是1011，再与111进行按位与运算，得到的结果是011，即1011011从第3位开始的三位是011
  
• 代码示例
  

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.     int a = 0b1011011;
5.     int b = (a >> 3) & 0b111; // 提取a从第3位开始的3位，即101
6.     printf("b = %d\n", b);
7.     return 0;
8. }

复制代码

• 运行结果，3 (二进制为0b011)
  

六、浮点数向下舍入为整数

• 这种用法通常用于嵌入式系统中，因为某些嵌入式处理器没有浮点数运算单元，只能使用整数运算单元来处理浮点数
  
• 将一个浮点数乘以一个定点数的精度，并将结果向下取整，可以得到一个整数近似值
  
• 例如，将一个浮点数乘以1000，再将结果右移10位，得到的结果就是这个浮点数乘以1000并向下取整的整数值
  
• 代码示例
  

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.     float x = 3.1415926;
5.     int a = (int)(x * 1000.0f) >> 10; // 将x乘以1000并向下取整
6.     printf("向下取整后的数值为 %d\n", a);
7.     return 0;
8. }

复制代码

• 运行结果
  

小结

通过这篇文章，我们学会了用位运算符>>的5种高级用法

1、优化除法运算
2、获取字节序
3、提取二进制数的某一位
4、提取二进制数的多个连续位
5、浮点数向下舍入为整数

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