عميلات العمليات المرتبطة بالحروف في C++

في هذا الدرس، سنتعلم كيفية استخدام عميلات العمليات المرتبطة بالحروف في C++ من خلال أمثلة.

في C++، تنفذ عميلات العمليات المرتبطة بالحروف عمليات على بيانات الصفاء على مستوى الحروف. هذه العمليات تشمل الفحص، الإعداد أو تنقل الحروف الفعلية.

a & b;
a | b;

هذه قائمة بستة من عميلات العمليات المرتبطة بالحروف الموجودة في C++.

هذه العمليات ضرورية لأن وحدة العمليات الأرقامية والأولية (ALU) في معالج الحاسوب تنفذ عمليات الحساب على مستوى الحروف.

ملاحظة:يمكن استخدام عميلات العمليات المرتبطة بالحروف فقط مع أنواع البيانات char و int.

1. عميل AND المرتبط بالحروف في C++

يعود عميل AND المرتبط بالحروف فقط إذا كانت كلا المعاملين هما 1. في هذه الحالة، سيكون الناتج 0.

هذا المثال يوضح كيفية عمل عمليات AND المرتبطة بالحروف. افترض أن a و b هما معاملان يمكن أن يأخذوا فقط قيمتين ثنائيتين وهي 1 و 0.

a & bالاحتياط: على

الجدول يُدعى "جدول الصحة" للعمليات AND الرقمية.

12 = 00001100 (binary)
25 = 00011001 (binary)
// عمليات AND الرقمية بين 12 و 25
　　　　　00001100
& 00011001
　　　　　_________
　　　　　00001000 = 8 (decimal)

مثال 1: عمليات AND (&)

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
　　　　// إعلان المتغيرات
　　　　int a = 12, b = 25;
　　　　cout << "a = " << a << endl;
　　　　cout << "b = " << b << endl;
　　　　cout << "a & b = " << (a & b) << endl;
　　　　return 0;
}

نتائج الخروج

a = 12
b = 25
a & b = 8

في المثال السابق، تم إعلان متغيرين a و b. انتبه إلى هذا السطر،

cout << "a & b = " << (a & b) << endl;

في هذا المثال، نقوم بتنفيذ عمليات AND الرقمية بين المتغيرات a و b.

2. عمليات OR (|) في C++

إذا كان لدينا على الأقل عمود 1، فإن عمليات OR (|) تعيد 1. وإلا تعيد 0.

الجدول التالي يوضح كيفية عمل عمليات OR الرقمية. افترضaوالbللذكاءات التي يمكن أن تأخذ فقط قيم ثنائية (أي1 أو 0) منالمعملون.

دعونا نرى العددين12وال25عمليات OR الرقمية:

12 = 00001100 (binary)
25 = 00011001 (binary)
// عمليات OR الرقمية بين 12 و 25
　　　　00001100
| 00011001
　　　　_________
　　　　00011101 = 29 (decimal)

مثال 2: عمليات OR (|)

#include <iostream>
int main() {
　　　　int a = 12, b = 25;
　　　　cout << "a = " << a << endl;
　　　　cout << "b = " << b << endl;
　　　　cout << "a | b = " << (a | b) << endl;
　　　　return 0;
}

نتائج الخروج

a = 12
b = 25
a | b = 29

فيعمليات ORباستخدام a = 12 و b = 25 نحصل على 29.

3. عمليات التباين الرقمي (^) في C++

عندما يكون أحد المشتملات 1، يعيد عمود التباين الرقمي ^ قيمة 1. ولكن إذا كانت كلا المشتملتين 0 أو كلاهما 1، فإن النتيجة هي 0.

الجدول التالي يوضح كيفية عمل عمليات OR الرقمية. افترضaوالbللذكاءات التي يمكن أن تأخذ فقط قيم ثنائية (أي1 أو 0) منالمعملون.

دعونا نرى حساب التباين الرقمي للعددين 12 و 25:

12 = 00001100 (binary)
25 = 00011001 (binary)
// عمليات التباين الرقمي بين 12 و 25
　　　　00001100
^ 00011001
　　　　_________
　　　　00010101 = 21 (decimal)

مثال 3: عمليات التباين الرقمي (^)

#include <iostream>
int main() {
　　　　int a = 12, b = 25;
　　　　cout << "a = " << a << endl;
　　　　cout << "b = " << b << endl;
　　　　cout << "a ^ b = " << (a ^ b) << endl;
　　　　return 0;
}

نتائج الخروج

a = 12
b = 25
a ^ b = 21

a = 12 و b = 25 حساب التباين الرقمي يعطي 21.

4. عمود مكتبات C ++

عمود مكتبات هو عمود عملي (يعمل على عمود واحد فقط). وتمثل بـ ~، تقوم بتعديل الأرقام الثنائية من 1 إلى 0، و0 إلى 1.

على الرغم من ذلك، يجب الانتباه إلى أن مكتبات أي عدد صحيح N تساوي - (N + 1). على سبيل المثال

مثلاً عددًا صحيحًا35. وفقًا للقواعد،35مكتبات الموقع يجب أن تكون-(35 +1) = -36. الآن، لنرى إذا كنا نحصل على الإجابة الصحيحة.

35 = 00100011 (أكواد)
// استخدام عمود مكتبات
~ 00100011　
　__________
　　11011100

في المثال السابق، نستنتج00100011（35）مكتبات الموقع له11011100. هنا، إذا قمنا بتحويل النتيجة إلى ثنائي، نحصل على220.

لكن يجب الانتباه إلى أننا لا نستطيع تحويل النتيجة مباشرة إلى ثنائي، للحصول على المخرج المطلوب. لأن نتيجة الأكواد الثنائية11011100ويساوي-36.

لفهم هذا، نحتاج أولاً إلى حساب-36الخروج الثنائي. نستخدم مكتبات 2 لحساب أكواد الأعداد السالبية.

مكتبات الـ2

في حسابات الأكواد الثنائية، يقوم مكتبات 1 بتعديل 0 إلى 1، و1 إلى 0. بالإضافة إلى ذلك، إذا أضفنا 1 إلى نتيجة مكتبات 1، نحصل على مكتبات الأكواد 2 للرقم الأصلي.

مثلاً:

36 = 00100100 (أكواد)
مكتبات 1 = 11011011　
مكتبات الـ2:　　　
11011011
　+                                         1
_________
11011100

في هذا، يمكننا رؤية مكتبات 36 في الموقعين (أي -36) هي 11011100. هذا العدد يساوي مكتبات 35.

لذلك، يمكننا القول أن مكتبات 35 هي -36.

مثال 4: مكتبات الموقع

#include <iostream>
int main() {
　　　　int num1 = 35;
　　　　int num2 = -150;
　　　　cout << "~(" << num1 << ") = " << (~num1) << endl;
　　　　cout << "~(" << num2 << ") = " << (~num2) << endl;
　　　　return 0;
}

نتائج الخروج

~(35) = -36
~(-150) = 149

في المثال السابق، قمنا بإنشاء متغيرين زوجيين اسمهما num1 و num2، وقمنا بتعيينهما بـ 35 و -150 على التوالي.
ثم نستخدم كود (~num1) و (~num2) لحساب مكتباتها، ونعرضها على الشاشة.

35的按位补码 = - (35 + 1) = -36
即 ~35 = -36
-150的按位补码 = - (-150 + 1) = - (-149) = 149
بالتالي ~(-150) = 149

وهذا هو الناتج الذي نحصل عليه في الخروج.

عمليات التحويل في C++

في برمجة C++ هناك عمليتان من عمليات التحويل:

• عمليات التحويل يمين >>

• عمليات التحويل يسار <<

1، عمليات التحويل اليمنى في C++ (>>)

عمليات التحويل يمين

عند تحريك أي عدد إلى اليمين،أدنى الرقم الفعالسيتم التخلص منه، بينماأعلى الرقم الفعالبصفر.

من خلال الرسم البياني أعلاه يمكننا ملاحظة أن لدينا رقمًا من 4 أرقام. عند تنفيذ تحويل يمين واحد، يتم تحريك كل رقمة واحدة إلى اليمين.

نتيجة لذلك، يتم التخلص من أحدث الرقم الموجود في أقصى اليمين، بينما يبقى الموضع الأيسر فارغًا. يتم استبدال هذا الموضع الفارغ0بديلاً عن (Bit Replacement).

2، عمليات التحويل في C++

عمليات تحويل يسار

من خلال الرسم البياني أعلاه يمكننا ملاحظة أن لدينا رقمًا من 4 أرقام. عند تنفيذ تحويل يسار واحد، يتم تحريك كل رقمة واحدة إلى اليسار.

نتيجة لذلك، يتم التخلص من أحدث الرقم الموجود في أيسر الموضع، بينما يبقى الموضع الأيسر فارغًا. يتم استبدال هذا الموضع الفارغ0بديلاً عن (Bit Replacement).

مثال 5: عمليات التحويل

#include <iostream>
int main() {
　　　　//إعلان متغيرين كاملين
　　　　int num = 212, i;
　　　　//عمليات تحويل إلى اليمين
　　　　cout << "تحويل إلى اليمين:" << endl;
　　　　//استخدام دالة for لتحويل num من الموضع 0 إلى الموضع 3
　　　　for (i = 0; i < 4; i++) {
　　　　　　　　cout << "212 >> " << i << " = " << (212 >> i) << endl;
　　　　}
　　　　//عمليات تحويل إلى اليسار
　　　　cout << "\nتحويل إلى اليسار:" << endl;
　　　　//استخدام دالة for لتحويل num من الموضع 0 إلى الموضع 3
　　　　for (i = 0; i < 4; i++) {
　　　　　　　　cout << "212 << " << i << " = " << (212 << i) << endl;
　　　　}
　　　　return 0;
}

نتائج الخروج

تحويل إلى اليمين:
212 >> 0 = 212
212 >> 1 = 106
212 >> 2 = 53
212 >> 3 = 26
تحويل إلى اليسار:
212 << 0 = 212
212 << 1 = 424
212 << 2 = 848
212 << 3 = 1696

من مخرجات البرنامج أعلاه، يمكننا استنتاج أن لكل عددN،نتيجة عمليات التحويل إلى اليمين هي دائمًا:

N >> 0 = N
N >> 1 = (N >> 0) / 2
N >> 2 = (N >> 1) / 2
N >> 3 = (N >> 2) / 2

وغيرها.

على نفس الطريقة، النتيجة للتحويل إلى اليسار هي:

N << 0 = N
N << 1 = (N << 0) * 2
N << 2 = (N << 1) * 2
N << 3 = (N << 2) * 2

وغيرها.

لذلك، يمكننا إيجاد نتيجة،

N >> m = [ N >> (m-1) ] / 2
N << m = [ N << (m-1) ] * 2