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c语言教程-第22章

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第八章:枚举;位运算

枚举

  在实际问题中, 有些变量的取值被限定在一个有限的范围内。例如,一个星期内只有七天,一年只有十二个月, 一个班每周有六门课程等等。如果把这些量说明为整型, 字符型或其它类型显然是不妥当的。 为此,C语言提供了一种称为“枚举”的类型。在“枚举”类型的定义中列举出所有可能的取值, 被说明为该“枚举”类型的变量取值不能超过定义的范围。应该说明的是, 枚举类型是一种基本数据类型,而不是一种构造类型, 因为它不能再分解为任何基本类型。

枚举类型的定义和枚举变量的说明

一、枚举的定义枚举类型定义的一般形式为: 
enum 枚举名 
{ 枚举值表 };
在枚举值表中应罗列出所有可用值。这些值也称为枚举元素。
例如: enum weekday
{ sun;mou;tue;wed;thu;fri;sat };
该枚举名为weekday,枚举值共有7个,即一周中的七天。 凡被说明为weekday类型变量的取值只能是七天中的某一天。

二、枚举变量的说明 如同结构和联合一样,枚举变量也可用不同的方式说明, 即先定义后说明,同时定义说明或直接说明。设有变量a;b;c被说明为上述的weekday,可采用下述任一种方式: 
enum weekday

。。。。。。
};
enum weekday a;b;c;或者为: enum weekday

。。。。。。
}a;b;c;或者为: enum

。。。。。。
}a;b;c;

枚举类型变量的赋值和使用

枚举类型在使用中有以下规定:
1。 枚举值是常量,不是变量。不能在程序中用赋值语句再对它赋值。例如对枚举weekday的元素再作以下赋值: sun=5;mon=2;sun=mon; 都是错误的。

2。 枚举元素本身由系统定义了一个表示序号的数值,从0 开始顺序定义为0,1,2…。如在weekday中,sun值为0,mon值为1, …;sat值为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。 只能把枚举值赋予枚举变量,不能把元素的数值直接赋予枚举变量。如: a=sum;b=mon; 是正确的。而: a=0;b=1; 是错误的。如一定要把数值赋予枚举变量,则必须用强制类型转换,如: a=(enum weekday)2;其意义是将顺序号为2的枚举元素赋予枚举变量a,相当于: a=tue; 还应该说明的是枚举元素不是字符常量也不是字符串常量, 使用时不要加单、双引号。
main(){
enum body
{ a;b;c;d } month'31';j;
int i;
j=a;
for(i=1;id) j=a;

for(i=1;i 右移

1。 按位与运算 按位与运算符〃&〃是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时,结果位才为1 ,否则为0。参与运算的数以补码方式出现。
例如:9&5可写算式如下: 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码) 00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。

  按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a 的高八位清 0 , 保留低八位, 可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为0000000011111111)。
main(){
int a=9;b=5;c;
c=a&b;
printf(〃a=%dnb=%dnc=%dn〃;a;b;c);


2。 按位或运算 按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。
例如:9|5可写算式如下: 00001001|00000101
00001101 (十进制为13)可见9|5=13
main(){
int a=9;b=5;c;
c=a|b;
printf(〃a=%dnb=%dnc=%dn〃;a;b;c);


3。 按位异或运算 按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或,当两对应的二进位相异时,结果为1。参与运算数仍以补码出现,例如9^5可写成算式如下: 00001001^00000101 00001100 (十进制为12)
main(){
int a=9;
a=a^15;
printf(〃a=%dn〃;a);


4。 求反运算 求反运算符~为单目运算符,具有右结合性。 其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如~9的运算为: ~(0000000000001001)结果为:1111111111110110

5。 左移运算 左移运算符“》2 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。 应该说明的是,对于有符号数,在右移时,符号位将随同移动。当为正数时, 最高位补0,而为负数时,符号位为1,最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。
main(){
unsigned a;b;
printf(〃input a number: 〃);
scanf(〃%d〃;&a);
b=a》》5;
b=b&15;
printf(〃a=%dtb=%dn〃;a;b);

请再看一例!
main(){
char a='a';b='b';
int p;c;d;
p=a;
p=(p8;
printf(〃a=%dnb=%dnc=%dnd=%dn〃;a;b;c;d);


位域

有些信息在存储时,并不需要占用一个完整的字节, 而只需占几个或一个二进制位。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。一、位域的定义和位域变量的说明位域定义与结构定义相仿,其形式为: 
struct 位域结构名 
{ 位域列表 };
其中位域列表的形式为: 类型说明符 位域名:位域长度 
例如: 
struct bs

int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 可采用先定义后说明,同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如: 
struct bs

int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
说明data为bs变量,共占两个字节。其中位域a占8位,位域b占2位,位域c占6位。对于位域的定义尚有以下几点说明:

1。 一个位域必须存储在同一个字节中,不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时,应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如: 
struct bs

unsigned a:4
unsigned :0 /*空域*/
unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/
unsigned c: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。

2。 由于位域不允许跨两个字节,因此位域的长度不能大于一个字节的长度,也就是说不能超过8位二进位。

3。 位域可以无位域名,这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如: 
struct k

int a:1
int :2 /*该2位不能使用*/
int b:3
int c:2
};
从以上分析可以看出,位域在本质上就是一种结构类型, 不过其成员是按二进位分配的。

二、位域的使用位域的使用和结构成员的使用相同,其一般形式为: 位域变量名·位域名 位域允许用各种格式输出。
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;%dn〃;bit。a;bit。b;bit。c);
pbit=&bit;
pbit…》a=0;
pbit…》b&=3;
pbit…》c|=1;
printf(〃%d;%d;%dn〃;pbit…》a;pbit…》b;pbit…》c);
} 
上例程序中定义了位域结构bs,三个位域为a;b;c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。
程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值。( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围)程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。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。第15行使用了复合的位运算符〃&=〃, 该行相当于: pbit…》b=pbit…》b&3位域b中原有值为7,与3作按位与运算的结果为3(111&011=011;十进制值为3)。同样,程序第16行中使用了复合位运算〃|=〃, 相当于: pbit…》c=pbit…》c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。

类型定义符typedef 

C语言不仅提供了丰富的数据类型,而且还允许由用户自己定义类型说明符,也就是说允许由用户为数据类型取“别名”。 类型定义符typedef即可用来完成此功能。例如,有整型量a;b;其说明如下: int aa;b; 其中int是整型变量的类型说明符。int的完整写法为integer,
为了增加程序的可读性,可把整型说明符用typedef定义为: typedef int INTEGER 这以后就可用INTEGER来代替int作整型变量的类型说明了。 例如: INTEGER a;b;它等效于: int a;b; 用typedef定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便,不仅使程序书写简单而且使意义更为明确,因而增强了可读性。例如:
typedef char NAME'20'; 表示NAME是字符数组类型,数组长度为20。
然后可用NAME 说明变量,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;
定义STU表示stu的结构类型,然后可用STU来说明结构变量: STU body1;body2;
typedef定义的一般形式为: typedef 原类型名 新类型名 其中原类型名中含有定义部分,新类型名一般用大写表示, 以
便于区别。在有时也可用宏定义来代替typedef的功能,但是宏定义是由预处理完成的,而typedef则是在编译时完成的,后者更为灵活方便。

本章小结

1。 枚举是一种基本数据类型。枚举变量的取值是有限的,枚举元素是常量,不是变量。

2。 枚举变量通常由赋值语句赋值,而不由动态输入赋值。枚举元素虽可由系统或用户定义一个顺序值,但枚举元素和整数并不相同,它们属于不同的类型。因此,也不能用printf语句来输出元素值(可输出顺序值)。

3。 位运算是C语言的一种特殊运算功能, 它是以二进制位为单位进行运算的。位运算符只有逻辑运算和移位运算两类。位运算符可以与赋值符一起组成复合赋值符。如&=;|=;^=;》》=;
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