У составных операторов присваивания имеются два главных преимущества. Во-первых, они более компактны, чем их "несокращенные" эквиваленты. И во-вторых, они дают более эффективный исполняемый код, поскольку левый операнд этих операторов вычисляется только один раз. Именно по этим причинам составные операторы присваивания чаще всего применяются в программах, профессионально написанных на С#.
Поразрядные операторы
В C# предусмотрен ряд поразрядных операторов, расширяющих круг задач, для решения которых можно применять С#. Поразрядные операторы воздействуют на отдельные двоичные разряды (биты) своих операндов. Они определены только для целочисленных операндов, поэтому их нельзя применять к данным типа bool, float или double. 1
Эти операторы называются поразрядными, поскольку они служат для проверки, установки или сдвига двоичных разрядов, составляющих целое значение. Среди прочего поразрядные операторы применяются для решения самых разных задач программирования на уровне системы, включая, например, анализ информации состояния устройства. Все доступные в C# поразрядные операторы приведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1. Поразрядные операторы
Оператор
Значение
&
Поразрядное И
1
Поразрядное ИДИ
Поразрядное исключающее ИДИ
>>
Сдвиг вправо
<<
Сдвйг влево
Дополнение до 1 (унарный оператор НЕ)
Поразрядные операторы И, ИЛИ, исключающее ИЛИ и НЕ
Поразрядные операторы И, ИЛИ, исключающее ИЛИ и НЕ обозначаются следую
щим образом: &, |, л и
~. Они выполняют те же функции, что и их логические аналоги,
рассмотренные выше.
Но в отличие от логических операторов, поразрядные операто-
ры действуют на уровне отдельных двоичных разрядов. Ниже приведены результаты
поразрядных операций с двоичными единицами и нулями.
р q
р & q plq pAq ~р
0 0
0 0 0 1
1 0
0 110
0 1
0 1 11*
1 1
1 .1 0 0
С точки зрения наиболее распространенного применения поразрядную операцию И можно рассматривать как способ подавления отдельных двоичных разрядов. Это означает, что если какой-нибудь бит в любом из операндов равен 0, то соответствующий бит результата будет сброшен в 0. Например:
1101 ООН 1010 1010
& _
1000 0010
В приведенном ниже примере программы демонстрируется применение поразрядного оператора & для преобразования нечетных чисел в четные. Для этой цели достаточно сбросить младший разряд числа. Например, число 9 имеет следующий двоичный вид: 0000 1001. Если сбросить младший разряд этого числа, то оно станет числом 8, а в двоичной форме — 0000 1000.
// Применить поразрядный оператор И, чтобы сделать число четным.
using System;
class MakeEven {
static void Main() { ushort num; ushort i;”
for(i =1; i <= 10; i++) {
num = i;
Console.WriteLine("num: "■ + num); num = (ushort) (num & OxFFFE);
Console.WriteLine("num после сброса младшего разряда: "
+ num + "n");
}
}
}
Результат выполнения этой программы приведен ниже.
num: 1
num после сброса младшего разряда: О num: 2
num после сброса младшего разряда: 2 num: 3
num после сброса младшего разряда: 2 num: 4
num после сброса младшего разряда: 4 num: 5
num после сброса младшего разряда: 4 num: 6
num после сброса младшего разряда: 6 num: 7
num после сброса младшего разряда: 6 num: 8
num после сброса младшего разряда: 8 num: 9
num после сброса младшего разряда: 8 num: 10
num после сброса младшего разряда: 10
Шестнадцатеричное значение OxFFFE, используемое в поразрядном операторе И, имеет следующую двоичную форму: 1111 1111 1111 1110. Таким образом, поразрядная операция И оставляет без изменения все двоичные разряды в числовом значении переменной num, кроме младшего разряда, который сбрасывается в нуль. В итоге четные числа не претерпевают никаких изменений, а нечетные уменьшаются на 1 и становятся четными.
Поразрядным оператором И удобно также пользоваться для определения установленного или сброшенного состояния отдельного двоичного разряда. В следующем примере программы определяется, является ли число нечетным.
// Применить поразрядный оператор И, чтобы определить,
// является ли число нечетным.
using System;
class IsOdd {
static void Main() { ushort num;
num = 10;
if((num & 1) == 1)
Console.WriteLine("He выводится.") ;
num = 11;
if((num & 1) == 1)
Console.WriteLine(num + " — нечетное число.");
}
}
Вот как выглядит результат выполнения этой программы.
11 — нечетное число.
В обоих операторах if из приведенной выше программы выполняется поразрядная операция И над числовыми значениями переменной num и 1. Если младший двоичный разряд числового значения переменной num установлен, т.е. содержит двоичную 1, то результат поразрядной операции num & 1 оказывается равным 1. В противном случае он равен нулю. Поэтому оператор i f может быть выполнен успешно лишь в том случае, если проверяемое число оказывается нечетным.
Возможностью проверять состояние отдельных двоичных разрядов с помощью поразрядного оператора & можно воспользоваться для написания программы, в которой отдельные двоичные разряды проверяемого значения типа byte приводятся в двоичной форме. Ниже показан один из способов написания такой программы.
// Показать биты, составляющие байт.
using System;
class ShowBits {
static void Main() { int t; byte val;
val = 123;
for(t=128; t > 0; t = t/2) {
if((val & t) != 0) Console.Write("1 "); if((val & t) == 0) Console.Write("0 ");
}
}
}
Выполнение этой программы дает следующий результат.
01111011
В цикле for из приведенной выше программы каждый бит значения переменной val проверяется с помощью поразрядного оператора И, чтобы выяснить, установлен ли этот бит или сброшен. Если он установлен, то выводится цифра 1, а если сброшен, то выводится цифра 0.
Поразрядный оператор ИЛИ может быть использован для установки отдельных двоичных разрядов. Если в 1 установлен какой-нибудь бит в любом из операндов этого оператора, то в 1 будет установлен и соответствующий бит в другом операнде. Например:
1101 ООН
* 10101010
11111011
Используя поразрядный оператор ИЛИ, можно без особого труда превратить упоминавшийся выше пример программы, преобразующей нечетные числа в четные, в приведенный ниже обратный пример, где четные числа преобразуются в нечетные.
// Применить поразрядный оператор ИЛИ, чтобы сделать число нечетным.
using System;
class MakeOdd {
static void Main() { ushort num; ushort i;
for(i = 1; i <= 10; i++) {
num = i;
Console.WriteLine("num: " + num); num = (ushort) (num | 1);
Console.WriteLine("num после установки младшего разряда: " + num + "n");
}
}
}
Результат выполнения этой программы выглядит следующим образом.
num: 1
num после установки младшего разряда: 1
num: 2
num
после
установки
младшего
разряда:
3
num:
num
: 3
после
установки
младшего
разряда:
3
num:
num
: 4
после
установки
младшего
разряда:
5
num:
num
: 5
после
установки
младшего
разряда:
5
num:
num
: 6
после
установки
младшего
разряда:
7
num:
num
: 7
после
установки
