建立一个类封装C语言中的6种位运算(函数接口封装),给出调用测试。 基于位运算模拟+、-、*三种运算,给出调用测试。
时间: 2024-11-07 20:29:16 浏览: 15
在C语言中,位运算提供了一种直接操作二进制位的方式,包括按位与(&), 或(|), 非(~), 右移(>>, 左移(<<), 和按位异或(^)等。我们可以创建一个类,将这六种位运算封装成成员函数,以便于管理和复用。这里是一个简单的示例:
```c++
#include <stdio.h>
// 定义位运算类
class BitOperations {
private:
// 封装位运算函数
int bitwise_and(int a, int b);
int bitwise_or(int a, int b);
int bitwise_not(int a);
int right_shift(int a, int b);
int left_shift(int a, int b);
int bitwise_xor(int a, int b);
public:
// 公共接口供外部调用
int add_with_bits(int a, int b);
int subtract_with_bits(int a, int b);
int multiply_with_bits(int a, int b);
};
// 实现位运算函数
int BitOperations::bitwise_and(int a, int b) {
return a & b;
}
int BitOperations::bitwise_or(int a, int b) {
return a | b;
}
int BitOperations::bitwise_not(int a) {
return ~a;
}
int BitOperations::right_shift(int a, int b) {
return a >> b;
}
int BitOperations::left_shift(int a, int b) {
return a << b;
}
int BitOperations::bitwise_xor(int a, int b) {
return a ^ b;
}
// 用于模拟基本算术运算的辅助函数
int BitOperations::add_with_bits(int a, int b) {
int sum = a ^ b; // 使用异或进行加法,再按位与取反得到补码相加结果
int carry = (a & b) << 1; // 计算进位
while (carry != 0) { // 如果有进位,则继续累加
sum = add_with_bits(sum, carry);
carry = bitwise_and(carry, carry); // 再次右移一位并按位或以获取新的进位
}
return sum;
}
int BitOperations::subtract_with_bits(int a, int b) {
if (b > a) {
return subtract_with_bits(b, a); // 如果减数大于被减数,交换位置
}
int borrow = 0; // 借位标志
int diff = a;
for (int i = 31; i >= 0; i--) {
borrow |= (diff & b) << i; // 按位或累计借位
diff ^= b; // 合并当前位的差值和借位
diff &= ~borrow; // 如果需要借位,清除当前位
}
return diff;
}
int BitOperations::multiply_with_bits(int a, int b) {
int product = 0;
for (int i = 0; i < 32; ++i) {
product <<= 1;
if ((a >> i) & 1) { // 如果a的第i位为1
product += b; // 乘以b
}
}
return product;
}
// 测试案例
int main() {
BitOperations ops;
printf("Addition with bits: %d\n", ops.add_with_bits(5, 3));
printf("Subtraction with bits: %d\n", ops.subtract_with_bits(7, 2));
printf("Multiplication with bits: %d\n", ops.multiply_with_bits(4, 2));
return 0;
}
```
在这个例子中,我们通过自定义的`BitOperations`类实现了位运算的模拟,并提供了模拟加法、减法和乘法的功能。你可以运行这个`main()`函数来进行实际的测试。如果你想要测试其他场景,只需要改变`main()`里的参数即可。
阅读全文