單片機(jī)C51位運(yùn)算應(yīng)用技巧

位運(yùn)算應(yīng)用口訣：

清零取位要用與，某位置一可用或，若要取反和交換，輕輕松松用異或!

移位運(yùn)算要點(diǎn)

1 它們都是雙目運(yùn)算符，兩個(gè)運(yùn)算分量都是整形，結(jié)果也是整形。

2 "<<" 左移：右邊空出的位上補(bǔ)0，左邊的位將從字頭擠掉，其值相當(dāng)于乘2。

3 ">>"右移：右邊的位被擠掉。對(duì)于左邊移出的空位，如果是正數(shù)則空位補(bǔ)0，若為負(fù)數(shù)，可能補(bǔ)0或補(bǔ)1，這取決于所用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

4 ">>>"運(yùn)算符，右邊的位被擠掉，對(duì)于左邊移出的空位一概補(bǔ)上0。

位運(yùn)算符的應(yīng)用 (源操作數(shù)s 掩碼mask)

(1) 按位與-- &

1 清零特定位 (mask中特定位置0，其它位為1，s=s&mask)

2 取某數(shù)中指定位 (mask中特定位置1，其它位為0，s=s&mask)

(2) 按位或-- |

常用來(lái)將源操作數(shù)某些位置1，其它位不變。 (mask中特定位置1，其它位為0 s=s|mask)

(3) 位異或-- ^

1 使特定位的值取反 (mask中特定位置1，其它位為0 s=s^mask)

2 不引入第三變量，交換兩個(gè)變量的值 (設(shè) a=a1,b=b1)

目標(biāo) 操作 操作后狀態(tài)

a=a1^b1 a=a^b a=a1^b1,b=b

b=a1^b1^b1 b=a^b a=a1^b1,b=a

a=b1^a1^a1 a=a^b a=b1,b=a

二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算公式：

-x = ~x + 1 = ~(x-1)

~x = -x-

-(~x) = x+

~(-x) = x-

x+y = x - ~y - 1 = (x|y)+(x&y)

x-y = x + ~y + 1 = (x|~y)-(~x&y)

x^y = (x|y)-(x&y)

x|y = (x&~y)+y

x&y = (~x|y)-~x

x==y: ~(x-y|y-x)

x!=y: x-y|y-x

x< y: (x-y)^((x^y)&((x-y)^x))

x<=y: (x|~y)&((x^y)|~(y-x))

x< y: (~x&y)|((~x|y)&(x-y))//無(wú)符號(hào)x,y比較

x<=y: (~x|y)&((x^y)|~(y-x))//無(wú)符號(hào)x,y比較

應(yīng)用舉例

(1) 判斷int型變量a是奇數(shù)還是偶數(shù)

a&1 = 0 偶數(shù)

a&1 = 1 奇數(shù)

(2) 取int型變量a的第k位 (k=0,1,2……sizeof(int))，即a>>k&

(3) 將int型變量a的第k位清0，即a=a&~(1<

(4) 將int型變量a的第k位置1， 即a=a|(1<

(5) int型變量循環(huán)左移k次，即a=a<

(6) int型變量a循環(huán)右移k次，即a=a>>k|a<<16-k (設(shè)sizeof(int)=16)

(7)整數(shù)的平均值

對(duì)于兩個(gè)整數(shù)x,y，如果用 (x+y)/2 求平均值，會(huì)產(chǎn)生溢出，因?yàn)?x+y 可能會(huì)大于INT_MAX，但是我們知道它們的平均值是肯定不會(huì)溢出的，我們用如下算法：

int average(int x, int y) //返回X,Y 的平均值

{

return (x&y)+((x^y)>>1);

}

(8)判斷一個(gè)整數(shù)是不是2的冪,對(duì)于一個(gè)數(shù) x >= 0，判斷他是不是2的冪

boolean power2(int x)

{

return ((x&(x-1))==0)&&(x!=0);

}

(9)不用temp交換兩個(gè)整數(shù)

void swap(int x , int y)

{

x ^= y;

y ^= x;

x ^= y;

}

(10)計(jì)算絕對(duì)值

int abs( int x )

{

int y ;

y = x >> 31 ;

return (x^y)-y ; //or: (x+y)^y

}

(11)取模運(yùn)算轉(zhuǎn)化成位運(yùn)算 (在不產(chǎn)生溢出的情況下)：a % (2^n) 等價(jià)于 a & (2^n - 1)

(12)乘法運(yùn)算轉(zhuǎn)化成位運(yùn)算 (在不產(chǎn)生溢出的情況下)：a * (2^n) 等價(jià)于 a<< n

(13)除法運(yùn)算轉(zhuǎn)化成位運(yùn)算 (在不產(chǎn)生溢出的情況下)：a / (2^n) 等價(jià)于 a>> n

例: 12/8 == 12>>3

(14) a % 2 等價(jià)于 a & 1

(15) if (x == a) x= b;

else x= a;

等價(jià)于 x= a ^ b ^ x;

(16) x 的 相反數(shù)表示為 (~x+1)

(17) 實(shí)現(xiàn)最低n位為1，其余位為0的位串信息:~(~0 << n)

(18)截取變量x自p位開始的右邊n位的信息:(x >> (1+p-n)) & ~(~0 << n)

(19)截取old變量第row位，并將該位信息裝配到變量new的第15-k位：new |= ((old >> row) & 1) << (15 – k)

(20)設(shè)s不等于全0，代碼尋找最右邊為1的位的序號(hào)j:

for(j = 0; ((1 << j) & s) == 0; j++) ;