《C程式設計語言》 練習2-6 及 位運算總結

問題描述

　　2.6 編寫一個函數setbits(x, p ,n, y)，該函數傳回對x執行下列操作後的結果值: 将x中從第p位開始的n個(二進制)位設定為y中最右邊n位的值，x的其餘各位保持不變。

　　Write a function 

setbits(x,p,n,y)

 that returns 

x

 with the 

n

 bits that begin at position 

p

 set to the rightmost 

n

 bits of 

y,

 leaving the other bits unchanged.

知識點複習

　　1.按位與運算符（&）

　　　　參加運算的兩個資料，按二進制位進行“與”運算

　　　　運算規則：0&0=0;  0&1=0;   1&0=0;    1&1=1;  (兩位同時為“1”，結果才為“1”，否則為0)

　　　   例如： 2 & 3 

　　　　換為二進制：0000 0010 & 0000 0011 = 00000010

　　　　是以2 & 3 = 2

　　　　（負數按補碼形式參與按位與運算）

　　 2.按位或運算符（ | ）

　　　　參加運算的兩個對象，按二進制位進行“或”運算。

　　　　運算規則：0|0=0；  0|1=1；  1|0=1；   1|1=1；（參加運算的兩個對象隻要有一個為1，其值為1）

　　　　例如:2 | 3　

　　　　換位二進制： 0000 0010 | 0000 0011 = 0000 0011

　　　   是以2 | 3 = 3　

　　　　（負數按補碼形式參加按位或運算）

　　　3.按異或運算符（ ^ ）

　　　　參加運算的兩個資料，按二進制位進行“異或”運算。

　　　　運算規則：0^0=0；  0^1=1；  1^0=1；   1^1=0；（參加運算的兩個對象，如果兩個相應位為“異”（值不同），則該位結果為1，否則為0）

　　　　例如：2 ^ 3

　　　　換為二進制：0000 0010 ^ 0000 0011 = 0000 0001

　　　　是以2 ^ 3 = 1

　　　　異或運算符有一條有趣的性質，自反性：a ^ b ^ b = a

　　　　利用這條性質，我們可以不用借助第三個變量，實作兩個數值的交換

　　　　例如交換a和b的值：

　　　　

a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;
      

　　　　解釋一下這個代碼：

　　　　第一句:令a = a^b

　　　　第二局：b=a^b,其中的a用第一句的的等式替換 b = a^b^b=a

　　　　第三句同理，a = a^b=a^a^b=b

　　　4.左移運算符（<<）

　　　　将一個運算對象的各二進制位全部左移若幹位，左邊的二進制位丢棄，右邊補0

　　　　例：0000 0011<<2 = 0000 1100 左移2位，右補0

　　　　若左移時舍棄的高位不包含1，則每左移一位，相當于該數十進制下乘以2

　　　5.右移運算符（>>）

　　　　将一個數的各二進制位全部右移若幹位，正數左補0，負數左補1，右邊丢棄

　　　　操作數每右移一位，相當于該數十進制除以2

　　　　左補0 or 補1得看被移數是正還是負

解題步驟

　　　　這裡我們直接用一個例子來解釋這道題目：

　　　　假設 setbits(93 , 4 , 3 , 211)

　　　　93二進制：1 0 1 1    1 0 1

　　　　211二進制：1 1 0 1    0 0 1 1

　　　　按照題目要求，我們首先要找到93的第4位，也就是橙色标注的數字 1 0 1 1   1 0 1

　　　之後從這一位算起，往右數3位，，也就是橙色标注的數字  1 0 1 1   1 1 1

　　　我們要把上一行中橙色标注的這三位，替換為數字211二進制的最後三位

　　　　紅色标注的是211二進制的最後三位：1 1 0 1   0 0 1 1

　　　是以我們的最終目标就是把1 0 1 1    1 1 1 變成 1 0 0 1    1 1 1

代碼如下

#include<stdio.h>

unsigned setbits(unsigned x, int p, int n, unsigned y)
{
	return ((x & ~(~(~0 << n) << p+1-n)) | ((~(~0 << n) & y) << p+1-n));
}
int main()
{
	printf("%d\n",setbits(93,4,3,211));
	return 0;
}
      

　　

運作結果

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