C语言如何对高低32位操作
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C语言如何对高低32位操作
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1
来源
1.
https://docs.pingcode.com/baike/1038656
C语言对高低32位操作主要方法包括：位运算、类型转换、结构体操作、联合体操作。位运算是最常用且高效的方法。位运算是C语言中处理二进制数据的基本操作，通过使用位运算符，可以快速且高效地对数据的特定位进行操作。位运算主要包括与运算（&）、或运算（|）、异或运算（^）、取反运算（~）、左移运算（<<）和右移运算（>>）。其中，左移和右移运算是用来操作特定位的主要手段。通过合理使用这些运算符，可以实现高低32位的操作。
一、位运算
位运算是对高低32位操作最常用的方法，主要通过左移、右移、与运算、或运算等实现。以下是一些常见操作示例：
1、提取高32位和低32位
假设我们有一个64位的整数，我们需要分别提取其高32位和低32位，可以使用右移和与运算。
#include <stdio.h>
int main() {
unsigned long long num = 0x12345678ABCDEF00; // 64位数
unsigned int low32 = num & 0xFFFFFFFF; // 低32位
unsigned int high32 = (num >> 32) & 0xFFFFFFFF; // 高32位
printf("低32位: %X\n", low32);
printf("高32位: %X\n", high32);
return 0;
}
2、合并高32位和低32位
将两个32位整数合并成一个64位整数。
#include <stdio.h>
int main() {
unsigned int low32 = 0xABCDEF00;
unsigned int high32 = 0x12345678;
unsigned long long num = ((unsigned long long)high32 << 32) | low32;
printf("合并后的64位数: %llX\n", num);
return 0;
}
二、类型转换
类型转换也是操作高低32位的方法之一。通过将64位数据转换为结构体或联合体，可以方便地访问其高低32位。
1、使用结构体
#include <stdio.h>
typedef struct {
unsigned int low;
unsigned int high;
} DoubleWord;
int main() {
unsigned long long num = 0x12345678ABCDEF00;
DoubleWord* dw = (DoubleWord*)#
printf("低32位: %X\n", dw->low);
printf("高32位: %X\n", dw->high);
return 0;
}
2、使用联合体
#include <stdio.h>
typedef union {
unsigned long long full;
struct {
unsigned int low;
unsigned int high;
} part;
} DoubleWordUnion;
int main() {
DoubleWordUnion dw;
dw.full = 0x12345678ABCDEF00;
printf("低32位: %X\n", dw.part.low);
printf("高32位: %X\n", dw.part.high);
return 0;
}
三、结构体操作
使用结构体操作高低32位可以使代码更加清晰，便于维护。
1、定义结构体
可以定义一个包含两个32位成员的结构体来表示64位数据。
#include <stdio.h>
typedef struct {
unsigned int low32;
unsigned int high32;
} Int64Split;
int main() {
unsigned long long num = 0x12345678ABCDEF00;
Int64Split split;
split.low32 = num & 0xFFFFFFFF;
split.high32 = (num >> 32) & 0xFFFFFFFF;
printf("低32位: %X\n", split.low32);
printf("高32位: %X\n", split.high32);
return 0;
}
2、合并结构体成员
将结构体成员合并为一个64位整数。
#include <stdio.h>
typedef struct {
unsigned int low32;
unsigned int high32;
} Int64Split;
int main() {
Int64Split split;
split.low32 = 0xABCDEF00;
split.high32 = 0x12345678;
unsigned long long num = ((unsigned long long)split.high32 << 32) | split.low32;
printf("合并后的64位数: %llX\n", num);
return 0;
}
四、联合体操作
联合体是一种特殊的数据类型，可以在同一内存位置存储不同的数据类型。使用联合体可以方便地访问同一数据的不同位段。
1、定义联合体
定义一个包含64位整数和两个32位整数的联合体。
#include <stdio.h>
typedef union {
unsigned long long full;
struct {
unsigned int low32;
unsigned int high32;
} parts;
} Int64Union;
int main() {
Int64Union num;
num.full = 0x12345678ABCDEF00;
printf("低32位: %X\n", num.parts.low32);
printf("高32位: %X\n", num.parts.high32);
return 0;
}
2、使用联合体合并高低32位
#include <stdio.h>
typedef union {
unsigned long long full;
struct {
unsigned int low32;
unsigned int high32;
} parts;
} Int64Union;
int main() {
Int64Union num;
num.parts.low32 = 0xABCDEF00;
num.parts.high32 = 0x12345678;
printf("合并后的64位数: %llX\n", num.full);
return 0;
}
五、实际应用场景
在实际应用中，处理高低32位操作的需求经常出现在以下场景：
1、网络数据传输
在网络数据传输中，通常需要将数据进行序列化和反序列化操作，这涉及到高低位的处理。例如，将64位整数拆分成两个32位整数进行传输。
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
typedef union {
unsigned long long full;
struct {
unsigned int low32;
unsigned int high32;
} parts;
} Int64Union;
void send_data(int socket, unsigned long long data) {
Int64Union num;
num.full = data;
unsigned int low32 = htonl(num.parts.low32);
unsigned int high32 = htonl(num.parts.high32);
send(socket, &high32, sizeof(high32), 0);
send(socket, &low32, sizeof(low32), 0);
}
unsigned long long receive_data(int socket) {
Int64Union num;
unsigned int low32, high32;
recv(socket, &high32, sizeof(high32), 0);
recv(socket, &low32, sizeof(low32), 0);
num.parts.low32 = ntohl(low32);
num.parts.high32 = ntohl(high32);
return num.full;
}
int main() {
// 假设已经建立了socket连接
int socket = 0;
unsigned long long data = 0x12345678ABCDEF00;
send_data(socket, data);
unsigned long long received_data = receive_data(socket);
printf("接收到的数据: %llX\n", received_data);
return 0;
}
2、文件读写
在文件读写操作中，有时需要处理大整数，例如读取或写入64位的时间戳或文件大小等信息。
#include <stdio.h>
typedef union {
unsigned long long full;
struct {
unsigned int low32;
unsigned int high32;
} parts;
} Int64Union;
void write_to_file(const char* filename, unsigned long long data) {
FILE* file = fopen(filename, "wb");
if (file) {
Int64Union num;
num.full = data;
fwrite(&num.parts.high32, sizeof(num.parts.high32), 1, file);
fwrite(&num.parts.low32, sizeof(num.parts.low32), 1, file);
fclose(file);
}
}
unsigned long long read_from_file(const char* filename) {
FILE* file = fopen(filename, "rb");
unsigned long long data = 0;
if (file) {
Int64Union num;
fread(&num.parts.high32, sizeof(num.parts.high32), 1, file);
fread(&num.parts.low32, sizeof(num.parts.low32), 1, file);
data = num.full;
fclose(file);
}
return data;
}
int main() {
const char* filename = "data.bin";
unsigned long long data = 0x12345678ABCDEF00;
write_to_file(filename, data);
unsigned long long read_data = read_from_file(filename);
printf("从文件读取的数据: %llX\n", read_data);
return 0;
}
总结
C语言对高低32位操作的方法主要包括位运算、类型转换、结构体操作和联合体操作。位运算是最常用且高效的方法，通过左移、右移、与运算和或运算等，可以实现对高低位的快速操作。类型转换、结构体和联合体操作则提供了更加清晰和易于维护的代码结构。在实际应用中，高低位操作常用于网络数据传输和文件读写等场景。
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