Программирование на Objective-C 2.0
Шрифт:
Например, если w1 и w2 определены с типом short int, w1 присвоено шестнадцатеричное значение 15 и w2 присвоено шестнадцатеричное значение Ос, то в результате следующего оператора переменной w3 присваивается значение 0x04: w3 = w1 & w2;
Чтобы разобраться в этом, нужно представить значения w1, w2 и w3 в виде двоичных чисел. Предполагается, что мы работаем с размером типа short int в 16 бит. w1 0000 0000 0001 0101 0x15 w2 0000 0000 0000 1100 & 0x0c ------------------------------ w3 0000 0000 0000 0100 0x04
Побитовые операции И часто используются для операций маскирования. Этот оператор можно использовать, чтобы задавать нулевые значения для оп-ределенных битов элемента данных. Например, в следующей
В результате все биты w3, кроме двух правых битов, становятся равными 0, а два правых бита берутся из w1.
Как и для всех бинарных арифметических операторов в Objective-C, бинарные битовые операторы можно использовать как операторы присваивания, добавляя знак равенства. Например, строка word &= 15;
дает такой же результат, как word = word & 15;
то есть присваивает значение 0 всем битам переменной word, кроме четырех правых битов. Оператор побитового включающего ИЛИ
Если два значения связываются операцией побитового включающего ИЛИ (Inclusive-OR) в Objective-C, то происходит сравнение этих двух значений бит за битом. Но на этот раз, если бит первого значения равен 1 или соответствующий бит второго значения равен 1, то соответствующий бит результата равен 1. Ниже показана таблица истинности для оператора включающего ИЛИ. b1 b2 b1 | b2 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Если переменным w1 и w2 типа short int присвоены соответственно шестнадцатеричные значения 19 и 6а, то операция включающего ИЛИ, примененная к w1 и w2, даст в результате шестнадцатеричное значение 7Ь, как показано ниже. w1 0000 0000 0001 1001 0x19 w2 0000 0000 0110 1010 | 0x6а --------------------------------------- 0000 0000 0111 1011 0x7b
Эта операция часто используется, чтобы задавать определенные биты слова равными 1. Например, в следующей строке три правых бита переменной w1 за-даются равными 1 независимо от состояния этих битов до выполнения операции. w1 = w1 | 07;
Вместо этой строки можно написать оператор присваивания: w1 |= 07;
Далее мы приведем пример программы с оператором включающего ИЛИ. Оператор побитового исключающего ИЛИ
Оператор побитового исключающего ИЛИ (Exclusive-OR), или оператор XOR, действует следующим образом: если один из соответствующих битов двух опе-рандов равен 1 (но не оба), то соответствующий бит результата равен 1; в про-тивном случае он равен 0. Ниже приводится таблица истинности для этого оператора. b1 b2 b1 ^ b2 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
Если для w1 и w2 заданы соответственно шестнадцатеричные значения 5е и d6, то операция исключающего ИЛИ, примененная к w1 и w2, даст в результате шестнадцатеричное значение е8, как показано ниже. w1 0000 0000 0101 1110 0х5е w2 0000 0000 1011 0110 ^ 0xd6 --------------------------------------- 0000 0000 1110 1000 0хе8 Оператор дополнения до единицы
Оператор дополнения до единицы (ones complement) — это унарный оператор, который меняет биты операнда на противоположные. Каждый бит, равный 1, изменяется на 0, и каждый бит, равный 0, изменяется на 1. Таблица истинности приводится здесь просто для полноты изложения. b1 ~b1 0 1 1 0
Если переменная w1 имеет тип short int, имеет длину 16 бит и для нее задано шестнадцатеричное значение a52f, то применение к этому значению операции дополнения до единицы даст в результате шестнадцатеричное значение 5аb0. w1 1010 0101 0010 1111 0xa52f ~w1 0101 1010 1101 0000 0x5ab0
Операцию дополнения до единицы полезно использовать, если вы не знаете размера в битах значения, к которому применяется какая-либо операция,
и его использование может сделать программу менее зависимой от конкретного размера целого типа данных. Например, чтобы задать значение 0 для младшего бита переменной w1 типа int, можно применить операцию И к w1 и переменной типа int, содержащей все единицы, за исключением 0 в крайнем правом бите. Следующую строку на С можно применить на машинах, где целое значение представляется 32 битами: w1 &= OxFFFFFFFE;Если заменить ее следующей строкой, то операция И будет применена к w1 и нужному значению на любой машине. w1 &=~1;
Операция дополнения до единицы, примененная к значению 1, даст 0 в край-нем правом бите, а все остальные биты слева будут равны 1 для значения типа любой длины (31 левый бит для 32-битных целых значений).
Приведем пример конкретной программы, где показано использование раз-личных битовых операторов. // Примеры битовых операторов #import <Foundation/Foundation.h> int main (int argc, char *argv[]) { NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init]; unsigned int w1 = OxAOAOAOAO, w2 = OxFFFFOOOO, w3 = 0x00007777; NSLog (@"%x %x %x", w1 & w2, w1 | w2, w1 Л w2); NSLog (@"%x %x %x", ~w1, ~w2, ~w3); NSLog (@"%x %x %x", w1 л w1, w1 & ~w2, w1 | w2 | w3); NSLog (@"%x %х", w1 | w2 & w3, w1 | w2 & ~w3); NSLog (@"%x %x", ~(~w1 & ~w2), ~(~w1 | ~w2)); [pool drain]; return 0; }
Вывод программы 4.7 a0a00000 ffffaOaO 5f5fa0a0 5f5f5f5f ffff ffff8888 0 aOaO fffff7f7 aOaOaOaO ffffaOaO ffffaOaO aOaOOOOO
Проработайте каждую из операций программы 4.7, чтобы убедиться, что вы понимаете, как получены результаты.
В четвертом вызове NSLog важно отметить, что побитовый оператор И имеет более высокий приоритет, чем побитовый оператор ИЛИ. Сводку приоритетов операторов см. в приложении В.
В пятом вызове NSLog иллюстрируется правило ДеМоргана: ~(~а & ~Ь) равно а | Ь, и ~(~а | ~Ь) равно а & Ь. Последовательность операторов показывает, что операция обмена действует так, как описано в разделе по оператору исключающего ИЛИ. Оператор левого сдвига
Если к значению применяется операция левого сдвига, то биты этого значения буквально сдвигаются влево. Для этой операции указывается число позиций (битов), на которое должно быть сдвинуто значение. Биты, которые выходят за старший бит элемента данных, утрачиваются, а младшие биты значения заме-щаются нулями. Например, если значение w1 равно 3, то выражение w1 = w1 << 1;
которое можно также представить как w1 <<= 1;
даст в результате смещение 3 на одну позицию влево, то есть w1 будет присвоено значение 6: w1 ...00000011 0x03 w1 << 1 ...00000110 0x06
Операнд слева от оператора « — это значение, к которому применяется сдвиг, а оператор справа — это количество битовых позиций, на которое должно быть сдвинуто значение. Например, если сдвинуть w1 еще на одну позицию влево, то мы получим шестнадцатеричное значение 0с. w1 ...00000110 0x06 w1 << 1 ...00001100 0х0с Оператор правого сдвига
Как следует из этого названия, оператор правого сдвига » смещает биты значения вправо. Биты, смещаемые за позицию младшего бита, теряются. Смещение вправо значения без знака (unsigned) приводит к замещению нулями старших битов. Замещение левой позиции для значений со знаком (signed) зависит от знака смещаемого вправо значения, а также от реализации этой операции в вашей компьютерной системе. Если бит знака равен 0 (для положительного значения), то происходит замещение нулями независимо от используемой машины. Но если бит знака равен 1, то на некоторых машинах происходит замещение единицами, а на других машинах — нулями. Первый тип операции называется арифметическим правым сдвигом, а второй тип — логическим правым сдвигом.