C語(yǔ)言之枚舉與位運(yùn)算 發(fā)表時(shí)間：2024-01-03 來(lái)源：明輝站整理相關(guān)軟件相關(guān)文章人氣： [摘要]在實(shí)際問(wèn)題中， 有些變量的取值被限定在一個(gè)有限的范圍內(nèi)。例如，一個(gè)星期內(nèi)只有七天，一年只有十二個(gè)月， 一個(gè)班每周有六門(mén)課程等等。如果把這些量說(shuō)明為整型， 字符型或其它類型顯然是不妥當(dāng)?shù)摹?為此，C語(yǔ)言提供了一種稱為“枚舉”的類型。在“枚舉”類型的定義中列舉出所有可能的取值， 被說(shuō)明為該“枚舉”類型... 在實(shí)際問(wèn)題中， 有些變量的取值被限定在一個(gè)有限的范圍內(nèi)。例如，一個(gè)星期內(nèi)只有七天，一年只有十二個(gè)月， 一個(gè)班每周有六門(mén)課程等等。如果把這些量說(shuō)明為整型， 字符型或其它類型顯然是不妥當(dāng)?shù)摹?為此，C語(yǔ)言提供了一種稱為“枚舉”的類型。在“枚舉”類型的定義中列舉出所有可能的取值， 被說(shuō)明為該“枚舉”類型的變量取值不能超過(guò)定義的范圍。應(yīng)該說(shuō)明的是， 枚舉類型是一種基本數(shù)據(jù)類型，而不是一種構(gòu)造類型， 因?yàn)樗荒茉俜纸鉃槿魏位绢愋汀?
枚舉類型的定義和枚舉變量的說(shuō)明
一、枚舉的定義
枚舉類型定義的一般形式為：
在枚舉值表中應(yīng)羅列出所有可用值。這些值也稱為枚舉元素。
例如：
enum weekday
{
sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat
}; |
該枚舉名為weekday，枚舉值共有7個(gè)，即一周中的七天。 凡被說(shuō)明為weekday類型變量的取值只能是七天中的某一天。
二、枚舉變量的說(shuō)明
如同結(jié)構(gòu)和聯(lián)合一樣，枚舉變量也可用不同的方式說(shuō)明， 即先定義后說(shuō)明，同時(shí)定義說(shuō)明或直接說(shuō)明。設(shè)有變量a,b,c被說(shuō)明為上述的weekday，可采用下述任一種方式：
enum weekday
{
......
};
enum weekday a,b,c;或者為： enum weekday
{
......
}a,b,c;或者為： enum
{
......
}a,b,c; |
枚舉類型變量的賦值和使用
枚舉類型在使用中有以下規(guī)定：
1. 枚舉值是常量，不是變量。不能在程序中用賦值語(yǔ)句再對(duì)它賦值。例如對(duì)枚舉weekday的元素再作以下賦值： sun=5;mon=2;sun=mon; 都是錯(cuò)誤的。
2. 枚舉元素本身由系統(tǒng)定義了一個(gè)表示序號(hào)的數(shù)值，從0 開(kāi)始順序定義為0，1，2…。如在weekday中，sun值為0，mon值為1， …,sat值為6。
main(){
enum weekday
{
sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat
} a,b,c;
a=sun;
b=mon;
c=tue;
printf("%d,%d,%d",a,b,c);
} |
3. 只能把枚舉值賦予枚舉變量，不能把元素的數(shù)值直接賦予枚舉變量。如： a=sum;b=mon; 是正確的。而： a=0;b=1; 是錯(cuò)誤的。如一定要把數(shù)值賦予枚舉變量，則必須用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，如： a=(enum weekday)2;其意義是將順序號(hào)為2的枚舉元素賦予枚舉變量a，相當(dāng)于： a=tue; 還應(yīng)該說(shuō)明的是枚舉元素不是字符常量也不是字符串常量， 使用時(shí)不要加單、雙引號(hào)。
main(){
enum body
{
a,b,c,d
} month[31],j;
int i;
j=a;
for(i=1;i〈=30;i++){
month[i]=j;
j++;
if (j〉d) j=a;
}
for(i=1;i〈=30;i++){
switch(month[i])
{
case a:printf(" %2d %c ",i,'a'); break;
case b:printf(" %2d %c ",i,'b'); break;
case c:printf(" %2d %c ",i,'c'); break;
case d:printf(" %2d %c ",i,'d'); break;
default:break;
}
}
printf(" ");
} |
位運(yùn)算
前面介紹的各種運(yùn)算都是以字節(jié)作為最基本位進(jìn)行的。 但在很多系統(tǒng)程序中常要求在位(bit)一級(jí)進(jìn)行運(yùn)算或處理。C語(yǔ)言提供了位運(yùn)算的功能， 這使得C語(yǔ)言也能像匯編語(yǔ)言一樣用來(lái)編寫(xiě)系統(tǒng)程序。
一、位運(yùn)算符C語(yǔ)言提供了六種位運(yùn)算符：
& 按位與
按位或
^ 按位異或
~ 取反
〈〈 左移
〉〉 右移
1. 按位與運(yùn)算 按位與運(yùn)算符"&"是雙目運(yùn)算符。其功能是參與運(yùn)算的兩數(shù)各對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相與。只有對(duì)應(yīng)的兩個(gè)二進(jìn)位均為1時(shí)，結(jié)果位才為1 ，否則為0。參與運(yùn)算的數(shù)以補(bǔ)碼方式出現(xiàn)。
例如：9&5可寫(xiě)算式如下： 00001001 (9的二進(jìn)制補(bǔ)碼)&00000101 (5的二進(jìn)制補(bǔ)碼) 00000001 (1的二進(jìn)制補(bǔ)碼)可見(jiàn)9&5=1。
按位與運(yùn)算通常用來(lái)對(duì)某些位清0或保留某些位。例如把a(bǔ) 的高八位清 0 ， 保留低八位， 可作 a&255 運(yùn)算 ( 255 的二進(jìn)制數(shù)為0000000011111111)。
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a&b;
printf("a=%d b=%d c=%d ",a,b,c);
} |
2. 按位或運(yùn)算 按位或運(yùn)算符“ ”是雙目運(yùn)算符。其功能是參與運(yùn)算的兩數(shù)各對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相或。只要對(duì)應(yīng)的二個(gè)二進(jìn)位有一個(gè)為1時(shí)，結(jié)果位就為1。參與運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)均以補(bǔ)碼出現(xiàn)。
例如：9 5可寫(xiě)算式如下：
00001001 00000101
00001101 (十進(jìn)制為13)可見(jiàn)9 5=13
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a b;
printf("a=%d b=%d c=%d ",a,b,c);
} |
3. 按位異或運(yùn)算 按位異或運(yùn)算符“^”是雙目運(yùn)算符。其功能是參與運(yùn)算的兩數(shù)各對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相異或，當(dāng)兩對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相異時(shí)，結(jié)果為1。參與運(yùn)算數(shù)仍以補(bǔ)碼出現(xiàn)，例如9^5可寫(xiě)成算式如下：
00001001^00000101 00001100 (十進(jìn)制為12)
main(){
int a=9;
a=a^15;
printf("a=%d ",a);
} |
4. 求反運(yùn)算 求反運(yùn)算符～為單目運(yùn)算符，具有右結(jié)合性。 其功能是對(duì)參與運(yùn)算的數(shù)的各二進(jìn)位按位求反。例如～9的運(yùn)算為： ~(0000000000001001)結(jié)果為：1111111111110110
5. 左移運(yùn)算 左移運(yùn)算符“〈〈”是雙目運(yùn)算符。其功能把“〈〈 ”左邊的運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部左移若干位，由“〈〈”右邊的數(shù)指定移動(dòng)的位數(shù)，
高位丟棄，低位補(bǔ)0。例如： a〈〈4 指把a(bǔ)的各二進(jìn)位向左移動(dòng)4位。如a=00000011(十進(jìn)制3)，左移4位后為00110000(十進(jìn)制48)。6. 右移運(yùn)算 右移運(yùn)算符“〉〉”是雙目運(yùn)算符。其功能是把“〉〉 ”左邊的運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部右移若干位，“〉〉”右邊的數(shù)指定移動(dòng)的位數(shù)。
例如：設(shè) a=15，a〉〉2 表示把000001111右移為00000011(十進(jìn)制3)。 應(yīng)該說(shuō)明的是，對(duì)于有符號(hào)數(shù)，在右移時(shí)，符號(hào)位將隨同移動(dòng)。當(dāng)為正數(shù)時(shí)， 最高位補(bǔ)0，而為負(fù)數(shù)時(shí)，符號(hào)位為1，最高位是補(bǔ)0或是補(bǔ)1 取決于編譯系統(tǒng)的規(guī)定。Turbo C和很多系統(tǒng)規(guī)定為補(bǔ)1。
main(){
unsigned a,b;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
b=a〉〉5;
b=b&15;
printf("a=%d b=%d ",a,b);
} |
請(qǐng)?jiān)倏匆焕?
main(){
char a='a',b='b';
int p,c,d;
p=a;
p=(p〈〈8) b;
d=p&0xff;
c=(p&0xff00)〉〉8;
printf("a=%d b=%d c=%d d=%d ",a,b,c,d);
} |
位域
有些信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)， 而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開(kāi)關(guān)量時(shí)，只有0和1 兩種狀態(tài)， 用一位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡(jiǎn)便，C語(yǔ)言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域， 并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。 這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來(lái)表示。一、位域的定義和位域變量的說(shuō)明位域定義與結(jié)構(gòu)定義相仿，其形式為：
struct 位域結(jié)構(gòu)名
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式為： 類型說(shuō)明符 位域名：位域長(zhǎng)度
例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}; |
位域變量的說(shuō)明與結(jié)構(gòu)變量說(shuō)明的方式相同。 可采用先定義后說(shuō)明，同時(shí)定義說(shuō)明或者直接說(shuō)明這三種方式。例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data; |
說(shuō)明data為bs變量，共占兩個(gè)字節(jié)。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。對(duì)于位域的定義尚有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：
1. 一個(gè)位域必須存儲(chǔ)在同一個(gè)字節(jié)中，不能跨兩個(gè)字節(jié)。如一個(gè)字節(jié)所�？臻g不夠存放另一位域時(shí)，應(yīng)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(kāi)始。例如：
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*從下一單元開(kāi)始存放*/
unsigned c:4
} |
在這個(gè)位域定義中，a占第一字節(jié)的4位，后4位填0表示不使用，b從第二字節(jié)開(kāi)始，占用4位，c占用4位。
2. 由于位域不允許跨兩個(gè)字節(jié)，因此位域的長(zhǎng)度不能大于一個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度，也就是說(shuō)不能超過(guò)8位二進(jìn)位。
3. 位域可以無(wú)位域名，這時(shí)它只用來(lái)作填充或調(diào)整位置。無(wú)名的位域是不能使用的。例如：
struct k
{
int a:1
int :2 /*該2位不能使用*/
int b:3
int c:2
}; |
從以上分析可以看出，位域在本質(zhì)上就是一種結(jié)構(gòu)類型， 不過(guò)其成員是按二進(jìn)位分配的。
二、位域的使用
位域的使用和結(jié)構(gòu)成員的使用相同，其一般形式為： 位域變量名·位域名 位域允許用各種格式輸出。
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 ",bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit-〉a=0;
pbit-〉b&=3;
pbit-〉c =1;
printf("%d,%d,%d ",pbit-〉a,pbit-〉b,pbit-〉c);
} |
上例程序中定義了位域結(jié)構(gòu)bs，三個(gè)位域?yàn)閍,b,c。說(shuō)明了bs類型的變量bit和指向bs類型的指針變量pbit。這表示位域也是可以使用指針的。
程序的9、10、11三行分別給三個(gè)位域賦值。( 應(yīng)注意賦值不能超過(guò)該位域的允許范圍)程序第12行以整型量格式輸出三個(gè)域的內(nèi)容。第13行把位域變量bit的地址送給指針變量pbit。第14行用指針?lè)绞浇o位域a重新賦值，賦為0。第15行使用了復(fù)合的位運(yùn)算符"&="， 該行相當(dāng)于： pbit-〉b=pbit-〉b&3位域b中原有值為7，與3作按位與運(yùn)算的結(jié)果為3(111&011=011,十進(jìn)制值為3)。同樣，程序第16行中使用了復(fù)合位運(yùn)算" ="， 相當(dāng)于： pbit-〉c=pbit-〉c 1其結(jié)果為15。程序第17行用指針?lè)绞捷敵隽诉@三個(gè)域的值。
類型定義符typedef
C語(yǔ)言不僅提供了豐富的數(shù)據(jù)類型，而且還允許由用戶自己定義類型說(shuō)明符，也就是說(shuō)允許由用戶為數(shù)據(jù)類型取“別名”。 類型定義符typedef即可用來(lái)完成此功能。例如，有整型量a,b,其說(shuō)明如下： int aa,b; 其中int是整型變量的類型說(shuō)明符。int的完整寫(xiě)法為integer，
為了增加程序的可讀性，可把整型說(shuō)明符用typedef定義為： typedef int INTEGER 這以后就可用INTEGER來(lái)代替int作整型變量的類型說(shuō)明了。 例如： INTEGER a,b;它等效于： int a,b; 用typedef定義數(shù)組、指針、結(jié)構(gòu)等類型將帶來(lái)很大的方便，不僅使程序書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)單而且使意義更為明確，因而增強(qiáng)了可讀性。例如：
| typedef char NAME[20]; 表示NAME是字符數(shù)組類型，數(shù)組長(zhǎng)度為20。 |
然后可用NAME 說(shuō)明變量，如： NAME a1,a2,s1,s2;完全等效于： char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20]
又如：
typedef struct stu{ char name[20];
int age;
char sex;
} STU; |
定義STU表示stu的結(jié)構(gòu)類型，然后可用STU來(lái)說(shuō)明結(jié)構(gòu)變量： STU body1,body2;
typedef定義的一般形式為： typedef 原類型名 新類型名 其中原類型名中含有定義部分，新類型名一般用大寫(xiě)表示， 以便于區(qū)別。在有時(shí)也可用宏定義來(lái)代替typedef的功能，但是宏定義是由預(yù)處理完成的，而typedef則是在編譯時(shí)完成的，后者更為靈活方便。
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