Брайан Керниган - Язык программирования Си. Издание 3-е, исправленное

Операторы ‹‹и ››сдвигают влево или вправо свой левый операнд на число битовых позиций, задаваемое правым операндом, который должен быть неотрицательным. Так, x ‹‹ 2 сдвигает значение x влево на 2 позиции, заполняя освобождающиеся биты нулями, что эквивалентно умножению x на 4. Сдвиг вправо беззнаковой величины всегда сопровождается заполнением освобождающихся разрядов нулями. Сдвиг вправо знаковой величины на одних машинах происходит с распространением знака ("арифметический сдвиг"), на других - с заполнением освобождающихся разрядов нулями ("логический сдвиг").

Унарный оператор ~ поразрядно "обращает" целое т. е. превращает каждый единичный бит в нулевой и наоборот. Например

x = x & ~077

обнуляет в x последние 6 разрядов. Заметим, что запись x & ~077 не зависит от длины слова, и, следовательно, она лучше, чем x & 0177700, поскольку последняя подразумевает, что x занимает 16 битов. Не зависимая от машины форма записи ~077 не потребует дополнительных затрат при счете, так как ~077 - константное выражение, которое будет вычислено во время компиляции.

Для иллюстрации некоторых побитовых операций рассмотрим функцию getbits(x, p, n), которая формирует поле в n битов, вырезанных из x, начиная с позиции p, прижимая его к правому краю. Предполагается, что 0-й бит - крайний правый бит, а n и p - осмысленные положительные числа. Например, getbits(x,4,3) вернет в качестве результата 4, 3 и 2-й биты значения x, прижимая их к правому краю. Вот эта функция:

/* getbits: получает n бит, начиная с p-й позиции */

unsigned getbits(unsigned x, int p, int n)

{

return (x ›› (p+1-n)) & ~(~0 ‹‹ n);

}

Выражение x ›› (р+1-n) сдвигает нужное нам поле к правому краю. Константа ~0 состоит из одних единиц, и ее сдвиг влево на n бит (~0 ‹‹ n) приведет к тому, что правый край этой константы займут n нулевых разрядов. Еще одна операция побитовой инверсии ~ позволяет получить справа n единиц.

Упражнение 2.6. Напишите функцию setbits(x, p, n, y), возвращающую значение x, в котором n битов, начиная с p-й позиции, заменены на n правых разрядов из y (остальные биты не изменяются).

Упражнение 2.7. Напишите функцию invert(x, p, n), возвращающую значение x с инвертированными n битами, начиная с позиции p (остальные биты не изменяются).

Упражнение 2.8. Напишите функцию rightrot (x, n), которая циклически сдвигает x вправо на n разрядов.

Выражение

i = i + 2;

в котором стоящая слева переменная повторяется и справа, можно написать в сжатом виде:

i += 2;

Оператор +=, как и =, называется оператором присваивания.

Большинству бинарных операторов (аналогичных + и имеющих левый и правый операнды) соответствуют операторы присваивания op=, где op - один из операторов

+

-

*

/

%

‹‹

››

&

^

|

Если выр 1 и выр 2 - выражения, то

выр 1op = выр 2

Эквивалентно

выр 1= (выр 1) op (выр 2)

с той лишь разницей, что выр 1вычисляется только один раз. Обратите внимание на скобки вокруг выр 2:

x *= y + 1

эквивалентно

x = x * (y + 1)

но не

x=x*y+1

В качестве примера приведем функцию bitcount, подсчитывающую число единичных битов в своем аргументе целочисленного типа.

/* bitcount: подсчет единиц в х */

int bitcount(unsigned х)

{

int b;

for (b = 0; х != 0; x ››= 1)

if (x & 01)

b++;

return b;

}

Независимо от машины, на которой будет работать эта программа, объявление аргумента x как unsigned гарантирует, что при правом сдвиге освобождающиеся биты будут заполняться нулями, а не знаковым битом.

Помимо краткости операторы присваивания обладают тем преимуществом, что они более соответствуют тому, как человек мыслит. Мы говорим "прибавить 2 к i" или "увеличить i на 2", а не "взять i, добавить 2 и затем вернуть результат в i", так что выражение i+=2 лучше, чем i=i+2. Кроме того, в сложных выражениях вроде

yyval[yypv[p3+p4] + yypv[p1+p2]]+= 2

благодаря оператору присваивания += запись становится более легкой для понимания, так как читателю при такой записи не потребуется старательно сравнивать два длинных выражения, совпадают ли они, или выяснять, почему они не совпадают. Следует иметь в виду и то, что подобные операторы присваивания могут помочь компилятору сгенерировать более эффективный код.

Мы уже видели, что присваивание вырабатывает значение и может применяться внутри выражения: вот самый расхожий пример:

while ((с = getchar()) != EOF)

В выражениях встречаются и другие операторы присваивания (+=, -= и т. д.), хотя и реже. Типом и значением любого выражения присваивания являются тип и значение его левого операнда после завершения присваивания.

Упражнение 2.9. Применительно к числам, в представлении которых использован дополнительный код, выражение x &= (x-1) уничтожает самую правую 1 в x. Объясните, почему. Используйте это наблюдение при написании более быстрого варианта функции bitcount.

Инструкции

if (a › b)

z = a;

else

z = b;

пересылают в z большее из двух значений a и b. Условное выражение, написанное с помощью тернарного (т. е. имеющего три операнда) оператора "?: ", представляет собой другой способ записи этой и подобных ей конструкций. В выражении

выр 1? выр 2: выр 3

первым вычисляется выражение выр 1. Если его значение не нуль (истина), то вычисляется выражение выр 2, и значение этого выражения становится значением всего условного выражения. В противном случае вычисляется выражение выр 3и его значение становится значением условного выражения. Следует отметить, что из выражений выр 2и выр 3вычисляется только одно из них. Таким образом, чтобы установить в z большее из a и b, можно написать

z = (a › b) ? a: b; /* z = max(a, b) */

Следует заметить, что условное выражение и в самом деле является выражением, и его можно использовать в любом месте, где допускается выражение. Если выр 2и выр 3принадлежат разным типам, то тип результата определяется правилами преобразования, о которых шла речь в этой главе ранее. Например, если f имеет тип float, а n - тип int, то типом выражения

(n › 0) ? f : n

будет floatвне зависимости от того, положительно значение n или нет.

Заключать в скобки первое выражение в условном выражении не обязательно, так как приоритет ?:очень низкий (более низкий приоритет имеет только присваивание), однако мы рекомендуем всегда это делать, поскольку благодаря обрамляющим скобкам условие в выражении лучше воспринимается.