位運(yùn)算符
學(xué)過匯編的朋友都知道匯編對位的處理能力是很強(qiáng)的，但是C語言也能對運(yùn)算對象進(jìn)行按位操作，從而使C語言也能具有一定的對硬件直接進(jìn)行操作的能力。位運(yùn)算符的作用是按位對變量進(jìn)行運(yùn)算，但是并不改變參與運(yùn)算的變量的值。如果要求按位改變變量的值，則要利用相應(yīng)的賦值運(yùn)算。還有就是位運(yùn)算符是不能用來對浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的。C51中共有6種位運(yùn)算符。
位運(yùn)算一般的表達(dá)形式如下：
變量1 位運(yùn)算符 變量2
位運(yùn)算符也有優(yōu)先級，從高到低依次是:"~"(按位取反)→"<<"(左移) →">>"(右移) →"&"(按位與)→"^"(按位異或)→"|"(按位或)
表7－1是位邏輯運(yùn)算符的真值表，X表示變量1，Y表示變量2
| X | Y | ~X | ~Y | X&Y | X|Y | X^Y | | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
表7－1 按位取反，與，或和異或的邏輯真值表
利用以前建立起來的實(shí)驗(yàn)板，我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下位運(yùn)算是否真是不改變參與變量的值，同時(shí)學(xué)習(xí)位運(yùn)算的表達(dá)形式。程序很簡單，用P1口做運(yùn)算變量，P1.0-P1.7對應(yīng)P1變量的最低位到最高位，通過連接在P1口上的LED我們便可以直觀看到每個(gè)位運(yùn)算后變量是否有改變或如何改變。程序如下：
#include
void main(void)
{
unsigned int a;
unsigned int b;
unsigned char temp; //臨時(shí)變量
P1 = 0xAA; //點(diǎn)亮D1,D3,D5,D7 P1口的二進(jìn)制為10101010,為0時(shí)點(diǎn)亮LED
for (a=0;a<1000;a++)
for (b=0;b<1000;b++); //延時(shí)
temp = P1 & 0x7; //單純的寫P1|0x7是沒有意義的，因?yàn)闆]有變量被影響，不會(huì)被編譯
//執(zhí)行P1｜0x7后結(jié)果存入temp，這時(shí)改變的是temp，但P1不會(huì)被影響。
//這時(shí)LED沒有變化，仍然是D1,D3,D5,D7亮
for (a=0;a<1000;a++)
for (b=0;b<1000;b++); //延時(shí)
P1 = 0xFF; //熄滅LED
for (a=0;a<1000;a++)
for (b=0;b<1000;b++); //延時(shí)
P1 = 0xAA; //點(diǎn)亮D1,D3,D5,D7 P1口的二進(jìn)制為10101010,為0時(shí)點(diǎn)亮LED
for (a=0;a<1000;a++)
for (b=0;b<1000;b++); //延時(shí)
P1 = P1 & 0x7; //這時(shí)LED會(huì)變得只有D2滅
//因?yàn)橹癙1=0xAA=10101010
//與0x7位與 0x7=00000111
//結(jié)果存入P1 P1=00000010 //位為O時(shí)點(diǎn)亮LED，電路看第三課
for (a=0;a<1000;a++)
for (b=0;b<1000;b++); //延時(shí)
P1 = 0xFF; //熄滅LED
while(1);
//大家可以根據(jù)上面的程序去做位或，左移，取反等等。
} 復(fù)合賦值運(yùn)算符
復(fù)合賦值運(yùn)算符就是在賦值運(yùn)算符"="的前面加上其他運(yùn)算符。以下是C語言中的復(fù)合賦值運(yùn)算符：
+= 加法賦值 >>= 右移位賦值
-= 減法賦值 &= 邏輯與賦值
*= 乘法賦值 |= 邏輯或賦值
/= 除法賦值 ^= 邏輯異或賦值
%= 取模賦值 -= 邏輯非賦值
<<= 左移位賦值 復(fù)合運(yùn)算的一般形式為：
變量 復(fù)合賦值運(yùn)算符 表達(dá)式 其含義就是變量與表達(dá)式先進(jìn)行運(yùn)算符所要求的運(yùn)算，再把運(yùn)算結(jié)果賦值給參與運(yùn)算的變量。其實(shí)這是C語言中一種簡化程序的一種方法，凡是二目運(yùn)算都可以用復(fù)合賦值運(yùn)算符去簡化表達(dá)。例如：
a+=56等價(jià)于a=a+56
y/=x+9 等價(jià)于 y=y/(x+9)
很明顯采用復(fù)合賦值運(yùn)算符會(huì)降低程序的可讀性，但這樣卻可以使程序代碼簡單化，并能提高編譯的效率。對于初學(xué)C語言的朋友在編程時(shí)最好還是根據(jù)自己的理解力和習(xí)慣去使用程序表達(dá)的方式，不要一味追求程序代碼的短小。 逗號運(yùn)算符
如果你有編程的經(jīng)驗(yàn)，那么對逗號的作用也不會(huì)陌生了。如在VB中"Dim a,b,c"的逗號就是把多個(gè)變量定義為同一類型的變量，在C也一樣，如"int a,b,c",這些例子說明逗號用于分隔表達(dá)式用。但在C語言中逗號還是一種特殊的運(yùn)算符，也就是逗號運(yùn)算符，可以用它將兩個(gè)或多個(gè)表達(dá)式連接起來，形成逗號表達(dá)式。逗號表達(dá)式的一般形式為：
表達(dá)式1，表達(dá)式2，表達(dá)式3……表達(dá)式n
這樣用逗號運(yùn)算符組成的表達(dá)式在程序運(yùn)行時(shí)，是從左到右計(jì)算出各個(gè)表達(dá)式的值，而整個(gè)用逗號運(yùn)算符組成的表達(dá)式的值等于最右邊表達(dá)式的值，就是"表達(dá)式n"的值。在實(shí)際的應(yīng)用中，大部分情況下，使用逗號表達(dá)式的目的只是為了分別得到名個(gè)表達(dá)式的值，而并不一定要得到和使用整個(gè)逗號表達(dá)式的值。要注意的還有，并不是在程序的任何位置出現(xiàn)的逗號，都可以認(rèn)為是逗號運(yùn)算符。如函數(shù)中的參數(shù)，同類型變量的定義中的逗號只是用來間隔之用而不是逗號運(yùn)算符。 條件運(yùn)算符
上面我們說過C語言中有一個(gè)三目運(yùn)算符，它就是"?:"條件運(yùn)算符，它要求有三個(gè)運(yùn)算對象。它可以把三個(gè)表達(dá)式連接構(gòu)成一個(gè)條件表達(dá)式。條件表達(dá)式的一般形式如下:
邏輯表達(dá)式? 表達(dá)式1 : 表達(dá)式2
條件運(yùn)算符的作用簡單來說就是根據(jù)邏輯表達(dá)式的值選擇使用表達(dá)式的值。當(dāng)邏輯表達(dá)式的值為真時(shí)（非0值）時(shí)，整個(gè)表達(dá)式的值為表達(dá)式1的值；當(dāng)邏輯表達(dá)式的值為假（值為0）時(shí)，整個(gè)表達(dá)式的值為表達(dá)式2的值。要注意的是條件表達(dá)式中邏輯表達(dá)式的類型可以與表達(dá)式1和表達(dá)式2的類型不一樣。下面是一個(gè)邏輯表達(dá)式的例子。 如有a=1,b=2這時(shí)我們要求是取ab兩數(shù)中的較小的值放入min變量中，也許你會(huì)這樣寫：
if (amin = a;
else
min = b; //這一段的意思是當(dāng)a 用條件運(yùn)算符去構(gòu)成條件表達(dá)式就變得簡單明了了：
min = (a 很明顯它的結(jié)果和含意都和上面的一段程序是一樣的，但是代碼卻比上一段程序少很多，編譯的效率也相對要高，但有著和復(fù)合賦值表達(dá)式一樣的缺點(diǎn)就是可讀性相對效差。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)自己要習(xí)慣使用，就我自己來說我喜歡使用較為好讀的方式和加上適當(dāng)?shù)淖⒔猓@樣可以有助于程序的調(diào)試和編寫，也便于日后的修改讀寫。 指針和地址運(yùn)算符
在第四課我們學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)類型時(shí)，學(xué)習(xí)過指針類型，知道它是一種存放指向另一個(gè)數(shù)據(jù)的地址的變量類型。指針是C語言中一個(gè)十分重要的概念，也是學(xué)習(xí)C語言中的一個(gè)難點(diǎn)。對于指針將會(huì)在第九課中做詳細(xì)的講解。在這里我們先來了解一下C語言中提供的兩個(gè)專門用于指針和地址的運(yùn)算符：
* 取內(nèi)容
& 取地址
取內(nèi)容和地址的一般形式分別為：
變量 = * 指針變量
指針變量 = & 目標(biāo)變量
取內(nèi)容運(yùn)算是將指針變量所指向的目標(biāo)變量的值賦給左邊的變量；取地址運(yùn)算是將目標(biāo)變量的地址賦給左邊的變量。要注意的是：指針變量中只能存放地址（也就是指針型數(shù)據(jù)），一般情況下不要將非指針類型的數(shù)據(jù)賦值給一個(gè)指針變量。
下面來看一個(gè)例子，并用一個(gè)圖表和實(shí)例去簡單理解指針的用法和含義。
設(shè)有兩個(gè)unsigned int 變量 ABC處CBA 存放在0x0028,0x002A中
另有一個(gè)指針變量 portA 存放在0x002C中
那么我們寫這樣一段程序去看看*,&的運(yùn)算結(jié)果
unsigned int data ABC _at_ 0x0028;
unsigned int data CBA _at_ 0x002A;
unsigned int data *Port _at_ 0x002C;
#include
#include
void main(void)
{
SCON = 0x50; //串口方式1,允許接收
TMOD = 0x20; //定時(shí)器1定時(shí)方式2
TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200波特率
TL1 = 0xE8;
TI = 1;
TR1 = 1; //啟動(dòng)定時(shí)器
ABC = 10; //設(shè)初值
CBA = 20;
Port = &CBA; //取CBA的地址放到指針變量Port
*Port = 100; //更改指針變量Port所指向的地址的內(nèi)容
printf("1: CBA=%d\n",CBA); //顯示此時(shí)CBA的值
Port = &ABC; //取ABC的地址放到指針變量Port
CBA = *Port; //把當(dāng)前Port所指的地址的內(nèi)容賦給變量CBA
printf("2: CBA=%d\n",CBA); //顯示此時(shí)CBA的值
printf(" ABC=%d\n",ABC); //顯示ABC的值
}
程序初始時(shí) 值 | 地址 | 說明 | 0x00 | 0x002DH |
| 0x00 | 0x002CH |
| 0x00 | 0x002BH |
| 0x00 | 0x002AH |
| 0x0A | 0x0029H |
| 0x00 | 0x0028H |
|
執(zhí)行ABC = 10;向ABC所指的地址0x28H寫入10(0xA)，因ABC是int類型要占用0x28H和0x29H兩個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間，低位字節(jié)會(huì)放入高地址中，所以0x28H中放入0x00，0x29H中放入0x0A
值 | 地址 | 說明 | 0x00 | 0x002DH |
| 0x00 | 0x002CH |
| 0x00 | 0x002BH |
| 0x00 | 0x002AH |
| 0x0A | 0x0029H | ABC為int類型占用兩字節(jié) | 0x00 | 0x0028H |
|
執(zhí)行CBA = 20;原理和上一句一樣
值 | 地址 | 說明 | 0x00 | 0x002DH |
| 0x00 | 0x002CH |
| 0x14 | 0x002BH | CBA為int類型占用兩字節(jié) | 0x00 | 0x002AH |
| 0x0A | 0x0029H | ABC為int類型占用兩字節(jié) | 0x00 | 0x0028H |
|
執(zhí)行Port = &CBA; 取CBA的首地址放到指針變量Port
值 | 地址 | 說明 | 0x00 | 0x002DH |
| 0x2A | 0x002CH | CBA的首地址存入Port | 0x14 | 0x002BH |
| 0x00 | 0x002AH |
| 0x0A | 0x0029H |
| 0x00 | 0x0028H |
|
*Port = 100; 更改指針變量Port所指向的地址的內(nèi)容
值 | 地址 | 說明 | 0x00 | 0x002DH |
| 0x2A | 0x002CH |
| 0x64 | 0x002BH | Port指向了CBA所在地址2AH | 0x00 | 0x002AH | 并存入100 | 0x0A | 0x0029H |
| 0x00 | 0x0028H |
|
其它的語句也是一樣的道理，大家可以用Keil的單步執(zhí)行和打開存儲(chǔ)器查看器一看，這樣就更容易理解了。
 圖7－6 存儲(chǔ)器查看窗
 圖7－7 在串行調(diào)試窗口的最終結(jié)果
sizeof運(yùn)算符
看上去這確實(shí)是個(gè)奇怪的運(yùn)算符，有點(diǎn)像函數(shù)，卻又不是。大家看到size應(yīng)該就猜到是和大小有關(guān)的吧？是的，sizeof是用來求數(shù)據(jù)類型、變量或是表達(dá)式的字節(jié)數(shù)的一個(gè)運(yùn)算符，但它并不像"＝"之類運(yùn)算符那樣在程序執(zhí)行后才能計(jì)算出結(jié)果，它是直接在編譯時(shí)產(chǎn)生結(jié)果的。它的語法如下：
sizeof (數(shù)據(jù)類型)
sizeof (表達(dá)式)
下面是兩句應(yīng)用例句，程序大家可以試著編寫一下。
printf("char是多少個(gè)字節(jié)? ½ 字節(jié)\n",sizeof(char));
printf("long是多少個(gè)字節(jié)? ½ 字節(jié)\n",sizeof(long));
結(jié)果是:
char是多少個(gè)字節(jié)? 1字節(jié)
long是多少個(gè)字節(jié)? 4字節(jié) 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符
不知你們是否有自己去試著編一些程序，從中是否有遇到一些問題？初學(xué)時(shí)我就遇到過這樣一個(gè)問題：兩個(gè)不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)在相互賦值時(shí)會(huì)出現(xiàn)不對的值。如下面的一段小程序：
void main(void)
{
unsigned char a;
unsigned int b; b=100*4;
a=b;
while(1);
}
這段小程序并沒有什么實(shí)際的應(yīng)用意義，如果你是細(xì)心的朋友定會(huì)發(fā)現(xiàn)a的值是不會(huì)等于100*4的。是的a和b一個(gè)是char類型一個(gè)是int類型，從以前的學(xué)習(xí)可知char只占一個(gè)字節(jié)值最大只能是255。但編譯時(shí)為何不出錯(cuò)呢？先來看看這程序的運(yùn)行情況：
 圖7－8 小程序的運(yùn)行情況
b=100*4就可以得知b=0x190,這時(shí)我們可以在Watches查看a的值，對于watches窗口我們在第5課時(shí)簡單學(xué)習(xí)過，在這個(gè)窗口Locals頁里可以查看程序運(yùn)行中的變量的值，也可以在watch頁中輸入所要查看的變量名對它的值進(jìn)行查看。做法是按圖中1的watch#1(或watch#2),然后光標(biāo)移到圖中的2按F2鍵，這樣就可以輸入變量名了。在這里我們可以查看到a的值為0x90，也就是b的低8位。這是因?yàn)閳?zhí)行了數(shù)據(jù)類型的隱式轉(zhuǎn)換。隱式轉(zhuǎn)換是在程序進(jìn)行編譯時(shí)由編譯器自動(dòng)去處理完成的。所以有必要了解隱式轉(zhuǎn)換的規(guī)則：
1．變量賦值時(shí)發(fā)生的隱式轉(zhuǎn)換，"＝"號右邊的表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成左邊變量的數(shù)據(jù)類型。就如上面例子中的把INT賦值給CHAR字符型變量，得到的CHAR將會(huì)是INT的低8位。如把浮點(diǎn)數(shù)賦值給整形變量，小數(shù)部分將丟失。
2．所有char型的操作數(shù)轉(zhuǎn)換成int型。
3．兩個(gè)具有不同數(shù)據(jù)類型的操作數(shù)用運(yùn)算符連接時(shí)，隱式轉(zhuǎn)換會(huì)按以下次序進(jìn)行：如有一操作數(shù)是float類型，則另一個(gè)操作數(shù)也會(huì)轉(zhuǎn)換成float類型；如果一個(gè)操作數(shù)為long類型，另一個(gè)也轉(zhuǎn)換成long；如果一個(gè)操作數(shù)是unsigned類型，則另一個(gè)操作會(huì)被轉(zhuǎn)換成unsigned類型。
從上面的規(guī)則可以大概知道有那幾種數(shù)據(jù)類型是可以進(jìn)行隱式轉(zhuǎn)換的。是的，在C51中只有char,int,long及float這幾種基本的數(shù)據(jù)類型可以被隱式轉(zhuǎn)換。而其它的數(shù)據(jù)類型就只能用到顯示轉(zhuǎn)換。要使用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算符應(yīng)遵循以下的表達(dá)形式： (類型) 表達(dá)式 用顯示類型轉(zhuǎn)換來處理不同類型的數(shù)據(jù)間運(yùn)算和賦值是十分方便和方便的，特別對指針變量賦值是很有用的。看一面一段小程序： #include
#include void main(void)
{
char xdata * XROM;
char a;
int Aa = 0xFB1C;
long Ba = 0x893B7832;
float Ca = 3.4534;
SCON = 0x50; //串口方式1,允許接收
TMOD = 0x20; //定時(shí)器1定時(shí)方式2
TH1 = 0xE8; //11.0592MHz 1200波特率
TL1 = 0xE8;
TI = 1;
TR1 = 1; //啟動(dòng)定時(shí)器
XROM=(char xdata *) 0xB012; //給指針變量賦XROM初值
*XROM = 'R'; //給XROM指向的絕對地址賦值
a = *((char xdata *) 0xB012); //等同于a = *XROM
printf ("%bx %x %d %c \n",(char) Aa, (int) Ba,(int)Ca, a);//轉(zhuǎn)換類型并輸出
while(1);
} 程序運(yùn)行結(jié)果：1c 7832 3 R
在上面這段程序中，可以很清楚到到各種類型進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的基本用法，程序中先在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器XDATA中定義了一個(gè)字符型指針變量XROM，當(dāng)用XROM=(char xdata *) 0xB012這一語句時(shí)，便把0xB012這個(gè)地址指針賦于了XROM，如你用XROM則會(huì)是非法的，這種方法特別適合于用標(biāo)識(shí)符來存取絕對地址，如在程序前用#define ROM 0xB012這樣的語句，在程序中就可以用上面的方法用ROM對絕對地址0xB012進(jìn)行存取操作了。
在附錄三中運(yùn)算符的優(yōu)先級說明。
在這課的完結(jié)后，C語言中一些數(shù)據(jù)類型和運(yùn)算規(guī)律已基本學(xué)習(xí)完了，下一課會(huì)開始講述語法，函數(shù)等。
附 錄 示例程序下載 |
66821730(技術(shù)支持)
