一些随机的 C 问题（ascii 魔术和位运算符）答案

【问题标题】：Some random C questions (ascii magic and bitwise operators)一些随机的 C 问题（ascii 魔术和位运算符）
【发布时间】：2010-10-15 07:07:16
【问题描述】：

我正在努力学习 C 编程，我正在研究一些源代码，有些东西我不明白，尤其是关于位运算符。我阅读了一些关于这方面的网站，对它们的作用有所了解，但是当我回头查看这些代码时，我无法理解它们为什么以及如何使用它们。

我的第一个问题与位运算符无关，而是一些 ascii 魔法：

有人可以向我解释一下下面的代码是如何工作的吗？
```
char a = 3;
int x = a - '0';
```
我知道这样做是为了将 char 转换为 int，但是我不明白它背后的逻辑。为什么/如何工作？
现在，关于按位运算符，我感觉真的很迷茫。
- 这段代码有什么作用？
```
if (~pointer->intX & (1 << i)) { c++; n = i; }
```
  我在某处读到 ~ 反转位，但我看不到该语句在做什么以及为什么这样做。
  
  与此行相同：
```
row.data = ~(1 << i);
```
- 其他问题：
```
if (x != a)
  {
    ret |= ROW;
  }
```
  |= 运算符到底在做什么？根据我的阅读，|= 是 OR，但我不太明白这个语句在做什么。
  
  有没有什么方法可以重写这段代码以使其更容易理解，这样它就不会使用这个按位运算符？我发现它们很难理解，所以希望有人能指出正确的方向来理解它们如何更好地工作！

我现在对位运算符有了更好的理解，整个代码现在更有意义了。

最后一件事：显然没有人回应是否会有一种“更干净”的方式来重写此代码，使其更易于理解，并且可能不在“位级别”。有什么想法吗？

【问题讨论】：

按位代码使用的上下文是什么？我可以解释如何它是如何工作的，但没有上下文，不知道为什么..
如果您有其他问题，您可能需要单独提交。您在这里有 3 个问题。它有两个优点： * 下面的一些答案只回答了其中一个问题。如果您分别提交它们，将很清楚正在回答哪个问题。 * 更多问题 ==> 更多支持 :)

标签： c++ c bit-manipulation bitwise-operators

【解决方案1】：

这会产生垃圾：

char a = 3; 
int x = a - '0';

这是不同的 - 请注意引号：

char a = '3'; 
int x = a - '0';

char 数据类型存储用于标识字符的数字。数字 0 到 9 的字符在字符代码列表中都是相邻的，所以如果你从 '9' 的代码中减去 '0' 的代码，你会得到答案 9。所以这将变成一个数字字符码转换成数字的整数值。

(~pointer->intX & (1 << i))

如果它不为零，if 语句将把它解释为真。使用了三种不同的位运算符。

~ 运算符翻转数字中的所有位，因此如果 pointer->intX 是 01101010，那么 ~pointer->intX 将是 10010101。（请注意，自始至终，我都在说明一个字节的内容。如果它是一个 32 位整数，我必须写 32 位 1 和 0）。

& 运算符通过分别处理每个位将两个数字组合成一个数字。如果两个输入位都为 1，则结果位仅为 1。因此，如果左侧为 00101001，右侧为 00001011，则结果将为 00001001。

最后，<< 表示左移。如果你从 00000001 开始，然后将它左移三位，你将得到 00001000。所以表达式 (1

综合起来，它会测试i 位是否在pointer->intX 中关闭（零）。

所以你也许能够弄清楚~(1 << i) 做了什么。如果i 是4，则括号中的内容将是00010000，因此整个内容将是11101111。

ret |= ROW;

那个相当于：

ret = ret | ROW;

| 运算符类似于&，只是如果任一输入位为1，则结果位为1。所以如果ret 是00100000 并且ROW 是00000010，那么结果将是00100010。

【讨论】：

它还会检查是否每隔一个位为 0。
@tstenner - 你指的是哪一部分？
+1 得到了很好的答案。我认为这里有一个小错字：“如果我是 5，那东西..” s,5,4,g
+1 表示不会自动假设 ASCII。 '0'...'9' 关系由 C 保证，而 ASCII 则不然。

【解决方案2】：

ret |= ROW;

等价于

ret = ret | ROW;

【讨论】：

【解决方案3】：

对于char a = 3; int x = a - '0';，我认为您的意思是char a = '3'; int x = a - '0';。如果您意识到在 ASCII 中数字是按顺序排列的，那就很容易理解了，例如“0”、“1”、“2”……所以如果“0”是 48，“1”是 49，那么“1” ' - '0' 是 1。

对于按位运算，在您开始查看位之前很难掌握它们。当您查看二进制数的这些操作时，您可以确切地看到它们是如何工作的......

010 & 111 = 010
010 | 111 = 111
010 ^ 111 = 101
~010 = 101

【讨论】：

【解决方案4】：

我想你可能有一个错字，意思是：

char a = '3';

这样做的原因是所有的数字都是按顺序排列的，“0”是第一个。显然，'0' - '0' = 0。'1' - '0' = 1，因为 '1' 的字符值比 '0' 的字符值大 1。等等。

【讨论】：

【解决方案5】：

1) char 实际上只是一个 8 位整数。 '0' == 48，以及这意味着什么。

2) (~(pointer->intX) & (1

3) |是按位或。它获取两个操作数中的每个位并执行逻辑或，如果任一操作数设置了该位，则产生一个结果，其中设置了每个位。 0b11000000 | 0b00000011 == 0b11000011。 |= 是一个赋值运算符，同理 a+=b 表示 a=a+b，a|=b 表示 a=a|b。

在某些情况下不使用位运算符可以使事情更容易阅读，但如果没有强大的编译器优化，它通常也会使您的代码显着变慢。

【讨论】：

请记住，C 并不强制要求 '0' == 48，尽管它在 ASCII 中是这样的。 C 要求数字字符按从“0”到“9”的连续顺序。
一个很好的观点。让我知道 EBCDIC 何时重新流行 :)

【解决方案6】：

您引用的减法技巧有效，因为 ASCII 数字按升序排列，从零开始。因此，如果 ASCII '0' 是 48 的值（确实如此），那么 '1' 的值是 49，'2' 是 50，等等。因此 ASCII('1') - ASCII('0') = 49 - 48 = 1。

就位运算符而言，它们允许您对变量执行位级操作。

让我们分解你的例子：

(1 << i) -- 将常数 1 左移 i 位。因此，如果 i=0，则结果为十进制 1。如果 i = 1，则将第 1 位向左移动，用零回填，产生二进制 0010，或十进制 2。如果 i = 2，则将第 2 位移动到左，用零回填，产生二进制 0100 或十进制 4 等。

~pointer->intX -- 这是取指针的 intX 成员的值并将其位反转，将所有零设置为 1，反之亦然。

& -- & 运算符进行按位与比较。如果表达式的左侧和右侧均为 1，则此结果将为 1，否则为 0。

所以如果pointer->intX在右边第i个位置有一个0位，测试就会成功。

另外，|= 表示进行按位或比较并将结果分配给表达式的左侧。对于相应的左侧或右侧位为 1 的每个位，按位或的结果为 1，

【讨论】：

【解决方案7】：

单引号用于表示使用单个字符。因此，'0' 是字符 '0'，其 ASCII 码为 48。 3-'0'=3-48

'1 ~pointer->intX 否定字段 intX，因此当 intX 的所有位都没有设置时，逻辑 AND 返回一个真值（非 0）。

【讨论】：

【解决方案8】：

char a = '3';  
int x = a - '0';

你在这里打错了（注意 3 周围的 '），这将字符 3 的 ascii 值分配给 char 变量，然后下一行取 '3' - '0' 并将其分配给 x ，由于 ascii 值的工作方式，x 将等于 3（整数值）

在第一次比较中，我从未见过 ~ 以前以这种方式用在指针上，可能是另一个错字？如果我要读出以下代码：

(~pointer->intX & (1 << i))

我会说“（从指针中取消引用的值 intX）AND（1 左移 i 次）”

1

在这种情况下，我不知道你为什么要反转指针的位..

在第二次比较中，x |= y 与 x = x | 相同。是的

【讨论】：

-> 的优先级高于~，你可以读成~(pointer->intX)

【解决方案9】：

我假设您的意思是 char a='3';对于第一行代码（否则你会得到一个相当奇怪的答案）。基本原则是数字的ASCII码是连续的，即'0'=48的代码，'1'=49的代码，等等。减去“0”只是将 ASCII 码转换为实际数字，例如'3' - '0' = 3，依此类推。请注意，这仅在您从中减去“0”的字符是实际数字时才有效 - 否则结果将毫无意义。
一个。如果没有上下文，就无法说出这段代码的“为什么”。至于它在做什么，当指针->intX 的位 i 未设置时，if 语句的计算结果似乎为真，即该特定位为 0。我相信 & 运算符在 ~ 运算符之前执行，因为 ~运算符的优先级很低。该代码可以更好地使用括号来使预期的操作顺序更清晰。在这种情况下，操作的顺序可能并不重要——我相信结果是一样的。

b.这只是创建一个除第 i 位之外的所有位都设置为 1 的数字。为第 i 位创建掩码的一种简便方法是使用表达式 (1
本例中的按位或运算用于将ROW常量指定的位设置为1。如果这些位没有设置，则设置它们；如果它们已经设置，则无效。

【讨论】：

【解决方案10】：

1) 有人可以向我解释以下代码是如何工作的吗？字符 a = 3; int x = a - '0'; 我知道这样做是为了将 char 转换为 int，但是我不明白它背后的逻辑。为什么/如何工作？

当然。变量 a 是 char 类型，并且通过在 0 周围加上单引号导致 C 也将其视为 char。最后，整个语句被自动类型转换为其等效整数，因为 x 被定义为整数。

2) 现在，关于按位运算符，我觉得这里真的很迷茫。 --- 这段代码是做什么的？ if (~pointer->intX & (1

(~pointer->intX & (1 << i)) is saying:

对 intX 求反，并将其与左移 i 位的 1 相与

所以，如果 intX = 1011，并且 i = 2，则您得到的结果等于

(0100 & 0100) 

-negate 1011 = 0100

-(1 << 2) = 0100

0100 & 0100 = 1 :)

然后，如果 AND 操作返回 1（在我的示例中，它确实如此） { C++; n = 我; }

因此，将 c 加 1，并将变量 n 设置为 i

与此行相同：row.data = ~(1

Same principle here.
Shift a 1 to the left by i places, and negate.

So, if i = 2 again

(1 << 2) = 0100

~(0100) = 1011

**--- 其他问题：

if (x != a) { ret |= ROW; }

|= 运算符到底在做什么？根据我的阅读，|= 是 OR，但我不太明白这个语句在做什么。**

if (x != a)（希望这对你来说很明显......如果变量 x 不等于变量 a）

ret |= ROW;

equates to

ret = ret | ROW;

这意味着，二进制 OR ret 与 ROW

对于 AND 和 OR 操作完成的确切示例，您应该对二进制逻辑有相当的了解。

查看维基百科的真值表...即

Bitwise operations

【讨论】：