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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。
12 位运算
前面介绍的各种运算都是以字节作为最基本位进行的。 但在很多系统程序中常要求在位
（bit）一级进行运算或处理。Ｃ语言提供了位运算的功能，这使得Ｃ语言也能像汇编语言一样
用来编写系统程序。
12。1 位运算符Ｃ语言提供了六种位运算符：
& 按位与
｜ 按位或
^ 按位异或
~ 取反
》 右移
12。1。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）。
【例 12。1】
main（）｛
int a=9；b=5；c；
c=a&b；
printf（〃a=％dnb=％dnc=％dn〃；a；b；c）；
｝
12。1。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
【例 12。2】
main（）｛
int a=9；b=5；c；
c=a｜b；
printf（〃a=％dnb=％dnc=％dn〃；a；b；c）；
｝
12。1。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）
【例 12。3】
main（）｛
int a=9；
a=a^5；
printf（〃a=％dn〃；a）；
｝
12。1。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
12。1。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。
【例 12。4】
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！
【例 12。5】
main（）｛
char a='a'；b='b'；
int p；c；d；
p=a；
p=（p8；
printf（〃a=％dnb=％dnc=％dnd=％dn〃；a；b；c；d）；
｝
12。2 位域（位段）
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。
1。 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。
2。 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。
【例 12。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；％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符〃｜=〃，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。
12。3 本章小结
1。 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
&=；｜=；^=；》》=；