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水滴石穿之C语言的底层操作

时间:2009-09-20 23:31 点击:1332次 字体:[ ]




    概述

  C语言的内存模型基本上对应了现在von Neumann(冯·诺伊曼)计算机的实际存储模型,很好的达到了对机器的映射,这是C/C++适合做底层开发的主要原因,另外,C语言适合做底层开发还有另外一个原因,那就是C语言对底层操作做了很多的的支持,提供了很多比较底层的功能。

  下面结合问题分别进行阐述。

  问题:移位操作

  在运用移位操作符时,有两个问题必须要清楚:

  (1)、在右移操作中,腾空位是填 0 还是符号位;

  (2)、什么数可以作移位的位数。

  答案与分析:

  ">>"和"<<"是指将变量中的每一位向右或向左移动, 其通常形式为:

  右移: 变量名>>移位的位数

  左移: 变量名<<移位的位数

  经过移位后, 一端的位被"挤掉",而另一端空出的位以0 填补,在C语言中的移位不是循环移动的。

  (1) 第一个问题的答案很简单,但要根据不同的情况而定。如果被移位的是无符号数,则填 0 。如果是有符号数,那么可能填 0 或符号位。如果你想解决右移操作中腾空位的填充问题,就把变量声明为无符号型,这样腾空位会被置 0。

  (2) 第二个问题的答案也很简单:如果移动 n 位,那么移位的位数要不小于 0 ,并且一定要小于 n 。这样就不会在一次操作中把所有数据都移走。

  比如,如果整型数据占 32 位,n 是一整型数据,则 n << 31 和 n << 0 都合法,而 n << 32 和 n << -1 都不合法。

  注意即使腾空位填符号位,有符号整数的右移也不相当与除以 。为了证明这一点,我们可以想一下 -1 >> 1 不可能为 0 。

  问题:位段结构

 strUCt RPR_ATD_TLV_HEADER
{
ULONG res1:6;
ULONG type:10;
ULONG res1:6;
ULONG length:10;
};

    位段结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构比按位运算符更加方便。

  位结构定义的一般形式为:

    struct位结构名{
 数据类型 变量名: 整型常数;
 数据类型 变量名: 整型常数;
} 位结构变量;
  其中: 整型常数必须是非负的整数, 范围是0~15, 表示二进制位的个数, 即表示有多少位。

  变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。

  例如: 下面定义了一个位结构。

 struct{
 unsigned incon: 8; /*incon占用低字节的0~7共8位*/
 unsigned txcolor: 4;/*txcolor占用高字节的0~3位共4位*/
 unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor占用高字节的4~6位共3位*/
 unsigned blink: 1; /*blink占用高字节的第7位*/
}ch;


    位结构成员的访问与结构成员的访问相同。

  例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成:

    ch.bgcolor



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