在很多系統程式中常要求在位(bit)一級進行運算或處理。Ｃ語言提供了位運算的功能，這使得Ｃ語言也能像彙編語言一樣用來編寫系統程式。
位運算符Ｃ語言提供了六種位運算符： & 按位與
| 按位或
^ 按位異或
~ 取反
<< 左移
>> 右移
按位與運算 按位與運算符"&"是雙目運算符。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相與。隻有對應的兩個二進位均為1時，結果位才為1，否則為0。參與運算的數以補碼方式出現。
例如：9&5可寫算式如下：
00001001 (9的二進制補碼)
&00000101 (5的二進制補碼)
00000001 (1的二進制補碼)
可見9&5=1。
按位與運算通常用來對某些位清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運算( 255 的二進制數為0000000011111111)。
【例1】
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a&b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}
按位或運算按位或運算符“|”是雙目運算符。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相或。隻要對應的二個二進位有一個為1時，結果位就為1。參與運算的兩個數均以補碼出現。
例如：9|5可寫算式如下：
00001001
|00000101
00001101 (十進制為13)可見9|5=13
【例2】
main(){
int a=9,b=5,c;
c=a|b;
printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n",a,b,c);
}
按位異或運算 按位異或運算符“^”是雙目運算符。其功能是參與運算的兩數各對應的二進位相異或，當兩對應的二進位相異時，結果為1。參與運算數仍以補碼出現，例如9^5可寫成算式如下：
00001001
^00000101
00001100 (十進制為12)
【例3】
main(){
int a=9;
a=a^5;
printf("a=%d\n",a);
}
求反運算
求反運算符～為單目運算符，具有右結合性。其功能是對參與運算的數的各二進位按位求反。
例如～9的運算為：
~(0000000000001001)結果為：1111111111110110
左移運算左移運算符“<<”是雙目運算符。其功能把“<< ”左邊的運算數的各二進位全部左移若幹位，由“<<”右邊的數指定移動的位數，高位丢棄，低位補0。
例如：
a<<4
指把a的各二進位向左移動4位。如a=00000011(十進制3)，左移4位後為00110000(十進制48)。
右移運算 右移運算符“>>”是雙目運算符。其功能是把“>> ”左邊的運算數的各二進位全部右移若幹位，“>>”右邊的數指定移動的位數。
例如：
設 a=15，
a>>2
表示把000001111右移為00000011(十進制3)。
應該說明的是，對于有符号數，在右移時，符号位将随同移動。當為正數時，最高位補0，而為負數時，符号位為1，最高位是補0或是補1 取決于編譯系統的規定。Turbo C和很多系統規定為補1。
【例4】
main(){
unsigned a,b;
printf("input a number: ");
scanf("%d",&a);
b=a>>5;
b=b&15;
printf("a=%d\tb=%d\n",a,b);
}
請再看一例!
【例5】
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\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n",a,b,c,d);
}
位域（位段）有些資訊在存儲時，并不需要占用一個完整的位元組，而隻需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時，隻有0和1兩種狀态，用一位二進位即可。為了節省存儲空間，并使處理簡便，Ｃ語言又提供了一種資料結構，稱為“位域”或“位段”。
所謂“位域”是把一個位元組中的二進位劃分為幾個不同的區域，并說明每個區域的位數。每個域有一個域名，允許在程式中按域名進行操作。這樣就可以把幾個不同的對象用一個位元組的二進制位域來表示。
1. 位域的定義和位域變量的說明
位域定義與結構定義相仿，其形式為：
struct 位域結構名
{ 位域清單 };
其中位域清單的形式為：
類型說明符 位域名：位域長度
例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
};
位域變量的說明與結構變量說明的方式相同。 可采用先定義後說明，同時定義說明或者直接說明這三種方式。
例如：
struct bs
{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;
說明data為bs變量，共占兩個位元組。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。
對于位域的定義尚有以下幾點說明：
1) 一個位域必須存儲在同一個位元組中，不能跨兩個位元組。如一個位元組所剩空間不夠存放另一位域時，應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始。
例如：
struct bs
{
unsigned a:4
unsigned :0
unsigned b:4
unsigned c:4
}
在這個位域定義中，a占第一位元組的4位，後4位填0表示不使用，b從第二位元組開始，占用4位，c占用4位。
2) 由于位域不允許跨兩個位元組，是以位域的長度不能大于一個位元組的長度，也就是說不能超過8位二進位。
3) 位域可以無位域名，這時它隻用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如：
struct k
{
int a:1
int :2
int b:3
int c:2
};
從以上分析可以看出，位域在本質上就是一種結構類型，不過其成員是按二進位配置設定的。
2. 位域的使用
位域的使用和結構成員的使用相同，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。
【例6】
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\n",bit.a,bit.b,bit.c);
pbit=&bit;
pbit->a=0;
pbit->b&=3;
pbit->c|=1;
printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);
}
上例程式中定義了位域結構bs，三個位域為a,b,c。說明了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。程式的9、10、11三行分别給三個位域指派(應注意指派不能超過該位域的允許範圍)。程式第12行以整型量格式輸出三個域的内容。第13行把位域變量bit的位址送給指針變量pbit。第14行用指針方式給位域a重新指派，賦為0。第15行使用了複合的位運算符"&="，該行相當于：
pbit->b=pbit->b&3
位域b中原有值為7，與3作按位與運算的結果為3(111&011=011,十進制值為3)。同樣，程式第16行中使用了複合位運算符"|="，相當于：
pbit->c=pbit->c|1
其結果為15。程式第17行用指針方式輸出了這三個域的值。
本章小結
1. 位運算是Ｃ語言的一種特殊運算功能，它是以二進制位為機關進行運算的。位運算符隻有邏輯運算和移位運算兩類。位運算符可以與指派符一起組成複合指派符。如&=,|=,^=,>>=,<<=等。
2. 利用位運算可以完成彙編語言的某些功能，如置位，位清零，移位等。還可進行資料的壓縮存儲和并行運算。
3. 位域在本質上也是結構類型，不過它的成員按二進制位配置設定記憶體。其定義、說明及使用的方式都與結構相同。
4. 位域提供了一種手段，使得可在進階語言中實作資料的壓縮，節省了存儲空間，同時也提高了程式的效率。
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