C 编程 - 按位运算符并了解何时使用

Question

我在《K&R II C 编程 ANSI C》一书中读到，“>>”和“<<”运算符控制位，当然，由于我是菜鸟，我不明白何时使用它们。我对弄清楚如何手动构建数据包很感兴趣，并且发现了以下代码片段:

unsigned short csum(unsigned short *buf, int nwords)
{       
        unsigned long sum;
        for(sum=0; nwords>0; nwords--)
                sum += *buf++;
        sum = (sum >> 16) + (sum &0xffff);
        sum += (sum >> 16);
        return (unsigned short)(~sum);
}

我知道这会计算校验和，但我不明白这里发生了什么。 XD

显然这超出了我的技能范围，但我想我可以使用这个片段作为替罪羊来找出一些未解答的问题。 何时您知道何时使用按位运算符来获得某个值，为什么不直接加 (+) 或减 (-) 呢？另外，如果没有运算符，为什么 sum 旁边有一个十六进制 &0xffff ？

附注~sum 是什么意思？

Answer 1

这不是一个问题，而是一大堆问题。 :)

1. 当您想要将数字视为位的集合而不是整数时，可以使用按位运算符。说“我希望这个位模式向左移动两位”比创建数学上等效的运算要容易得多。它们在概念上是不同的；如果您将数字视为位，那么使用位运算符更更有意义。
2. & 0xffff 通过屏蔽所有高位来确保该值是 16 位。这假设系统的 unsigned long 至少有 16 位宽，这是一个非常安全的假设。 &(按位AND)通常用于此目的。看truth table对于逻辑连接并思考“假为 0，真为 1”，看看它是如何工作的。
3. 十六进制常量之前的 & 是 C 的按位 AND 运算符，用于执行我上面描述的屏​​蔽。基本上，对于单位变量 a & b，当且仅当 a 和 b 时，结果为 1 > 是 1。运算符将此逻辑应用于其输入项中的每对位。
4. ~ 运算符是 C 的按位反转，它“翻转”其参数的位。它通常用于创建蒙版。