Побитовые операции not, and, or и xor и побитовые сдвиги

Побитовые логические операции[править | править вики-текст]

Ряд источников по языкам низкого уровня называет побитовые логические операции просто логическими [1][2], но в терминологии программирования на языках высокого уровня в названиях битовых операций присутствуют прилагательные битовый, побитовый (например: «побитовое логическое И», оно же «побитовое умножение»), поразрядный.

В некоторых языках программирования названия операторов, соответствующих логическим и побитовым логическим операциям, похожи. Кроме того, язык программирования может допускать неявное приведение числового типа к логическому и наоборот. В таких языках программирования необходимо внимательно следить за использованием логических и побитовых операций, перемешивание которых может привести к ошибкам. Например, в C++ результатом выражения «2 && 1» (логическое И) является булево значение true, а результатом выражения «2 & 1» (побитовое И) — целое значение 0.

Побитовое отрицание (NOT) [править | править вики-текст]

Побитовое отрицание (или побитовое НЕ, или дополнение) — это унарная операция, действие которой эквивалентно применению логического отрицания к каждому биту двоичного представления операнда. Другими словами, на той позиции, где в двоичном представлении операнда был 0, в результате будет 1, и, наоборот, где была 1, там будет 0. Например:

НЕ

Побитовое И (AND) [править | править вики-текст]

Побитовое И — это бинарная операция, действие которой эквивалентно применению логического И к каждой паре битов, которые стоят на одинаковых позициях в двоичных представлениях операндов. Другими словами, если оба соответствующих бита операндов равны 1, результирующий двоичный разряд равен 1; если же хотя бы один бит из пары равен 0, результирующий двоичный разряд равен 0.

Пример:

И

Побитовое ИЛИ (OR) [править | править вики-текст]

Побитовое ИЛИ — это бинарная операция, действие которой эквивалентно применению логического ИЛИ к каждой паре битов, которые стоят на одинаковых позициях в двоичных представлениях операндов. Другими словами, если оба соответствующих бита операндов равны 0, двоичный разряд результата равен 0; если же хотя бы один бит из пары равен 1, двоичный разряд результата равен 1.

Пример:

ИЛИ

Исключающее ИЛИ (XOR) [править | править вики-текст]

Основная статья: Сложение по модулю 2

Исключающее ИЛИ (или сложение по модулю 2) — это бинарная операция, результат действия которой равен 1, если число складываемых единичных битов нечётно и равен 0, если чётно.

Пример:

Искл. ИЛИ

Первое русское название операции обусловлено тем, что результат данной операции отличается от результата «ИЛИ» только в одном случае из 4 случаев входа — обоих 1 (случай одновременной истинности аргументов «исключается»). Ещё в русской грамматике значение данной логической связки передаётся союзом «либо».

Второе название — тем, что действительно является сложением в кольце вычетов по модулю два, из чего следуют некоторые интересные свойства. Например, в отличие от вышеописанных «И» и «ИЛИ», данная операция является обратимой, или инволютивной:.

В компьютерной графике «сложение по модулю два» применяется при выводе спрайтов на картинку — повторное её применение убирает спрайт с картинки. Благодаря инволютивности эта же операция нашла применение в криптографии как простейшая реализация идеального шифра (шифра Вернама). «Сложение по модулю два» также может использоваться для обмена двух переменных, используя алгоритм обмена при помощи исключающего ИЛИ.

Также данная операция может называться «инверсией по маске», то есть у исходного двоичного числа инвертируются биты, которые совпадают с 1 в маске.

Другие побитовые логические операции[править | править вики-текст]

В распространённых языках программирования встроенными средствами реализуются только четыре побитовые логические операции: И, ИЛИ, НЕ иисключающее ИЛИ. Для задания произвольной побитовой логической операции вполне достаточно перечисленных, и, более того, как следует из теории булевых функций, можно ограничиться ещё меньшим набором базовых операций. Есть также языки программирования, где существует встроенная возможность выполнить любую бинарную логическую операцию побитово. Например, в PL/I есть встроенная функция BOOL, третий аргумент которой предназначен для указания произвольной логической операции, которую необходимо побитово применить к первым двум аргументам[3].

Битовые сдвиги[править | править вики-текст]

Основная статья: Битовый сдвиг

К битовым операциям также относят битовые сдвиги. При сдвиге значения битов копируются в соседние по направлению сдвига. Различают несколько видов сдвигов — логический, арифметический и циклический, в зависимости от обработки крайних битов.

Также различают сдвиг влево (в направлении от младшего бита к старшему) и вправо (в направлении от старшего бита к младшему).

Логический сдвиг

Арифметический сдвиг (правый)

Циклический сдвиг

Циклический сдвиг через перенос

Логический сдвиг[править | править вики-текст]

При логическом сдвиге значение последнего бита по направлению сдвига теряется (копируясь в бит переноса), а первый приобретает нулевое значение.

Арифметический сдвиг[править | править вики-текст]

Арифметический сдвиг аналогичен логическому, но значение слова считается знаковым числом, представленным в дополнительном коде. Так, при правом сдвиге старший бит сохраняет свое значение. Левый арифметический сдвиг идентичен логическому.

Арифметические сдвиги влево и вправо используются для быстрого умножения и деления на 2.

Циклический сдвиг[править | править вики-текст]

При циклическом сдвиге, значение последнего бита по направлению сдвига копируется в первый бит (и копируется в бит переноса).

Также различают циклический сдвиг через бит переноса — при нём первый бит по направлению сдвига получает значение из бита переноса, а значение последнего бита сдвигается в бит переноса.

В языках программирования[править | править вики-текст]

В следующей таблице для некоторых языков программирования приведены встроенные операторы и функции, реализующие побитовые логические операции.

Язык	НЕ	И	ИЛИ	Искл. ИЛИ	Сдвиг влево	Сдвиг вправо	Другие
C/С++, Java[4], C#, Ruby	~	&	|	^	<<	>>
Pascal[5]	not	and	or	xor	shl	shr
PL/I[6]	INOT	IAND	IOR	IEOR			BOOL
	&	|
Prolog[7]	\	/\	\/

8.Описание функции (вызов,определение)

Объявление функций: прототипы функций

returnDataType functionName(dataType argName1, dataType argName2,..., dataType argNameN);

где,

·returnDataType — возвращаемый тип данных

·functionName — имя функции

·dataType — тип данных

·argName1...N — имена параметров функции (количество параметров неограниченно)

Смотрим пример объявления функции:

/ / Объявление прототипа функции с двумя целыми параметрами / / функция принимает два аргумента и возвращает их сумму int sum(int num1, int num2);

В языках C и C++, функции должны быть объявлены до момента их вызова. Вы можете объявить функцию, при этом функция может возвращать значение или — нет, имя функции присваивает программист, типы данных параметров указываются в соответствии с передаваемыми в функцию значениями. Имена аргументов, при объявления прототипов являются необязательными:

int sum(int, int); // тот же прототип функции

Иногда, объявление функции называют определением функции, хотя это не одно и то же.

Яндекс.Директ

Курс программирования от профи!Никакой «воды». Только практика от ведущих программистов Москвы! Жми!

Как стать увереннее в себе?Только для женщин: советы стилиста, психолога, фитнес-тренера. Подробнее

Дата добавления: 2015-06-25