15.operadores_bitabit

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Operadores e Expressões: 
bit-a-bit e especiais 
Objetivos 
 Em C, OPERADORES e EXPRESSÕES podem 
ser classificados em cinco grande 
categorias: 
 Atribuições 
 Aritméticos 
 Lógicos e Relacionais 
 Bit-a-Bit 
 Especiais 
 
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Objetivos 
 Na última aula, disticutimos as três 
primeiras categorias acima. 
 Agora, iremos dar prosseguimento ao 
estudo apresentado os OPERADORES e 
EXPRESSÕES: 
 Bit-a-Bit 
 Especiais 
 Ao final, concluiremos o assunto mostrando 
um quadro que resume e compara os 
OPERADORES da linguagem C por ordem 
de precedência e associatividade. 
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Manipulação de Bits 
 OPERADORES e EXPRESSÕES de 
manipulação de bits ( bit-a-bit ) referem-se 
a testar, atribuir ou deslocar os bits efetivos 
em um byte ou palavra que correspondem 
aos tipos básicos char, int e variantes. 
OBS.: 
Operações bit-a-bit não podem ser 
feitas sobre float, double, long double, 
void ou outros tipos mais complexos. 
 
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Operadores bit-a-bit 
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Significados 
 Os operadores &, | e ~ têm a mesma 
tabela verdade que &&, || e ! 
(respectivamente), com a diferença que 
operam sobre os bits individuais da 
representação de dois números (ou apenas 
um, no caso de ~) e não sobre expressões 
numéricas. 
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Significados 
 o operador ^ tem a mesma tabela verdade 
que a função xor() – ou exclusivo 
 o operador >> desloca os bits de um 
número k casas para à esquerda fazendo 
com que os k bits mais à esquerda se 
percam e os k bits mais à direita sejam '0‘ 
 o operador << desloca os bits de um 
número k casas para à direita fazendo com 
que os k bits mais à direita se percam e os 
k bits mais à esquerda sejam '0' 
 
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Exemplo 1 (<< e >>): 
Considere: 
 unsigned int x = 7; 
 Se pudéssemos olhar a representação do 
valor 7 (decimal) 'dentro' da variável x, 
veríamos os seguinte padrão de bits: x = 
0...00000111 ( a quantidade total de bits 
depende de quantos bytes são utilizados para 
armazenar um unsigned int, quantidade que 
depende da máquina alvo e compilador ). 
 
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Exemplo 1 (<< e >>): 
Considere: 
 A EXPRESSÃO abaixo (deslocamento à 
esquerda): 
 x = x << 2; 
 
 faz com que o padrão de bits representando 
o valor inicial 7 se transforme em x = 
0...00011100. Quer dizer, os bits, todos 
foram deslocados para a esquerda dois bits! 
Assim, o valor agora reresentado na variável 
x é 28 ! 
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Representação 
 De maneira geral, se uma variável tem o 
seguinte padrão de bits: 
x = | bn-1 | bn-2 | ... | b2 | b1 | b0 | 
 onde: 
 a variável é representada por n bits 
 cada um dos bi (para 0 ≤ i ≤ n-1 ) denota 
um bit com valor '0' ou '1' 
 
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Representação 
então: 
x << k, resulta em: 
 x = | bn-k-1 | bn-k-2 | ... | b2 | b1 | b0 | 0 | 0 | 
.. | 0 |0 | 0 | 
 onde a seq. final de '0's contém k '0's 
 x >> k, resulta em: 
 x = | 0 | 0 | ... | 0 | 0 | 0 | bn-1 | bn-2 | ... | 
bk-1 | bk | 
 onde a seq. inicial de '0's contém k '0's 
 
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Exemplo 2 (~): 
 Continuando o exemplo anterior, tem-se x 
= 0...00011100. 
 
A EXPRESSÃO abaixo ( complemento de 1 
): 
 x = ~ x; 
 
 tem o seguinte efeito na representação de x 
em binário: x = 1...11100011 . Ou seja, os 
bits que são '0' passam a ser '1', os que são 
'1' tornam-se '0'. 
 
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Exemplo 3 (|) 
 Continuando o exemplo anterior, tem-se x 
= 1...11100011. 
 
A EXPRESSÃO abaixo ( OR ): 
 x = x | 8 ; 
 
 transforma x em : x = 1...11101011 . Quer 
dizer, muda o quarto bit (da direita para a 
esquerda) de '0' para '1'. Isto acontece por 
que: 
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Exemplo 3 (|) 
x = 1...11100011 
4 = 0...00001000 
 ----------------- 
x | 4 = 1...11101011 /* OU bit a bit */ 
 
| é frequentemente utilizado para LIGAR bits 
particulares 
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Exemplo 4 (&) 
 Continuando o exemplo anterior, tem-se x 
= 1...11101011. 
 A EXPRESSÃO abaixo ( AND ): 
 x = x & 0xf...f7 ; 
 
 transforma x em : x = 1...11100011 . Quer 
dizer, muda o quarto bit (da direita para a 
esquerda) de '1' para '0'. Isto acontece por 
que: 
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Exemplo 4 (&) 
x = 1...11101011 
0xf...f7 = 1...11110111 
 ----------------- 
x | 0xf...f7 = 1...11100011 /* AND bit a bit 
*/ 
 
& é frequentemente utilizado para DESLIGAR 
bits particulares 
 
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Aplicações 
 Rotinas de SO, drivers de dispositivos 
 Criptografia 
 Compactação de dados 
 
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Operadores Especiais 
 Operador Condicional ? : 
 Operador sizeof 
 Operadores de Conversão de Tipo ou Casting 
(tipo) 
 Operador Vírgula , 
 Operadores () e [] 
 Serão vistos em mais detalhes em aulas 
futuras: 
 Operadores de ponteiros * e & 
 Operadores de estruturas . e -> 
 
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Operador Condicional ? : 
 Uso 
 EXP1 ? EXP2 : EXP3; 
 
 Significado 
EXP1 é avaliada ... Se ela for verdadeira, 
então EXP2 é avaliada e se torna o valor da 
expressão como um todo. ... Se EXP1 for 
falsa, então EXP3 é avaliada e se torna o 
valor da expressão como um todo. 
 
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Operador sizeof 
 Uso 
 sizeof ID-VAR; sizeof (ESP-TIPO); 
 
 Significado 
sizeof é um operador unário em tempo de 
compilação que retorna o tamanho, em 
BYTES, de uma variável ou de um 
especificador de tipo de dados, este último 
escrito entre parênteses. 
 
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Conversão explicita de tipos 
(casting) 
 Uso 
 
(ESPECIFICADOR-DE-TIPO) EXPRESSÃO; 
 
 Significado 
Força - explicitamente - uma EXPRESSÃO a 
ser de um determinado tipo dado por 
ESPECIFICADOR-DE-TIPO. 
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Casting 
 Além de conversões explícitas, o 
compilador realiza algumas conversões 
implícitas ... 
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Casting 
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Casting 
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Operador virgula , 
 Uso 
EXP1, EXP2; 
 
 Significado 
O operador vígula é usado para encadear 
diversas expressões. O lado esquerdo (EXP1) 
é sempre avaliado como void. Assim, a 
expressão do lado direito (EXP2) torna-se o 
valor de toda a expressão separada por 
vírgula. 
 
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Operador virgula , 
int x,y; 
x = ( y = 3, y+1 ); 
 
 primeiro o valor 3 é atribuído a y e, em 
seguida, o valor 4 é atribuído a x. Os 
parênteses são necessários porque o 
operador vírgula tem a menor precedência de 
todos os operadores de C. 
 
Um outro exemplo é: 
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Operador virgula , 
int i,x; 
 
for ( i = 0 , x = 1; i < 10; i++ , x+=2) { ... } 
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Operadores [] e () 
 Parênteses () são operadores que 
aumentam a precedência das operações 
dentro deles. 
 Colchetes [] realizam indexação de vetores 
e matrizes. 
 
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Quadro geral de operadores 
em C 
 A tabela a seguir lista a precedência de 
todos os operadores de C. 
 Note que todos os operadores, exceto os 
operadores unários e o ?, associam da 
esquerda para a direita. Os operadores 
unários ( *, ! e ~) e o ternário ? associam 
da direita para a esquerda. 
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Precedência de operadores 
em C 
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Ordem de Avaliação 
 O padrão C ANSI (C89) não estipula que as 
subexpressões de uma expressão devam 
ser avaliadas e uma ordem específica. 
 Assim, seu código nunca deve contar com a 
ordem em que as subexpressões são 
avaliadas. 
 Por exemplo, a expressão: 
x = f() + g(); 
 não garante que f() será chamada antes de 
g()! 
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