第12章老師專用C語言PPT

1、12022-2-912第第12章位運算章位運算l 主要內(nèi)容 12.112.1位運算符和位運算位運算符和位運算 12.212.2位運算舉例位運算舉例 12.312.3位段位段32022-2-93 概念l 位運算是指按二進制位進行的運算。因為在系統(tǒng)軟件中，常要處理二進制位的問題。l 例如：將一個存儲單元中的各二進制位左移或右移一位，兩個數(shù)按位相加等。l 語言提供位運算的功能，與其他高級語言（如PASCAL）相比，具有很大的優(yōu)越性。4 12.1 位運算符和位運算2022-2-94運算符 含義 運算符 含義 按位與 取反 | 按位或 右移(1)位運算符中除以外，均為二目（元）運算符，即要求兩側(cè)各有一個

2、運算量。(2)運算量只能是整型或字符型的數(shù)據(jù)，不能為實型數(shù)據(jù)。語言提供的位運算符有： 5 12.1.1“按位與”運算符（）2022-2-95按位與是指：參加運算的兩個數(shù)據(jù)，按二進制位進行“與”運算。如果兩個相應(yīng)的二進制位都為，則該位的結(jié)果值為；否則為。即：，例：例：并不等于，應(yīng)該是按位與運算：注意：如果參加如果參加& &運算的是運算的是負數(shù)（如負數(shù)（如-3&-5-3&-5），），則要以補碼形式表示則要以補碼形式表示為二進制數(shù)，然后再為二進制數(shù)，然后再按位進行按位進行“與與”運算。運算。 00000011(3)& & 00000101(5) 000

3、00001(1) 3&5的值得6按位與的用途：2022-2-96 若想對一個存儲單元清零，即使其全部二進制位為，只要找一個二進制數(shù)，其中各個位符合以下條件：原來的數(shù)中為的位，新數(shù)中相應(yīng)位為。然后使二者進行運算，即可達到清零目的。(1) 清零 例：例： 原有數(shù)為，另找一個數(shù)，設(shè)它為，這樣在原數(shù)為的位置上，該數(shù)的相應(yīng)位值均為。將這兩個數(shù)進行運算： 00101011& & 10010100 00000000 72022-2-97 (2) 取一個數(shù)中某些指定位 如有一個整數(shù)（個字節(jié)），想要取其如有一個整數(shù)（個字節(jié)），想要取其中的低字節(jié)，只需將與中的低字節(jié)，只需將與8 8個個1

4、1按位與即按位與即可?？?。 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0abc0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 082022-2-98 (3)保留一位的方法：與一個數(shù)進行運算，此數(shù)在該位取。即：a=84,b=59 c=a&b=16例：例：有一數(shù)，想把其中左面第、位保留下來，運算如下： 01010100(84)& & 00111011(59) 00010000(16) 9 12.1.2 “按位或”運算符（|）2022-2-99 兩個相應(yīng)的二進制位中只要有一個為，該位的

5、結(jié)果值為。即 |，|，|，|例：例： 060|017,將八進制數(shù)60與八進制數(shù)17進行按位或運算。 00110000| 00001111 00111111 102022-2-910應(yīng)用：應(yīng)用：按位或運算常用來對一個數(shù)據(jù)的某按位或運算常用來對一個數(shù)據(jù)的某些位定值為。例如：如果想使一個些位定值為。例如：如果想使一個數(shù)的低位改為，只需將與數(shù)的低位改為，只需將與進行按位或運算即可。進行按位或運算即可。例：例： 是一個整數(shù)（位），是一個整數(shù)（位）， 有表達式：有表達式： | | 則低位全置為，高位保留原則低位全置為，高位保留原樣。樣。1112.1.3“異或”運算符（）2022-2-911 異或運算符也稱

6、XOR運算符。它的規(guī)則是：若參加運算的兩個二進制位同號則結(jié)果為（假） 異號則結(jié)果為（真）即:00=0，01=1，10=1， 11=0即即:071052=023 :071052=023 （八進制數(shù)）（八進制數(shù)） 00111001 00101010 00010011 例：例：122022-2-912（） 使特定位翻轉(zhuǎn)設(shè)有，想使其低位翻轉(zhuǎn)，即變?yōu)?，變?yōu)??？梢詫⑺c進行運算，即：運算符應(yīng)用：運算符應(yīng)用： 01111010 00001111 01110101 運算結(jié)果的低位正好是原數(shù)低位的翻轉(zhuǎn)。可見，要使哪幾位翻轉(zhuǎn)就將與其進行運算的該幾位置為即可。132022-2-913因為原數(shù)中的與進行運算得，得，故

7、保留原數(shù)。例如：01200=012（） 與相，保留原值 00001010 00000000 00001010142022-2-914（） 交換兩個值，不用臨時變量例如：，。想將和的值互換，可以用以下賦值語句實現(xiàn)：ab;ba;ab; （） （ab的結(jié)果，a已變成）（） （ba的結(jié)果，b已變成）（） （ab的結(jié)果，a已變成）152022-2-915 執(zhí)行前兩個賦值語句：“；”和“；”相當于b=b(ab)。 再執(zhí)行第三個賦值語句： 。由于a的值等于（），b的值等于（），因此，相當于a=，即a的值等于，等于。 得到原來的值。即等效于以下兩步：16 12.1.4 “取反”運算符（）2022-2-916

8、是一個單目（元）運算符，用來對一個二進制數(shù)按位取反，即將變，將變。例如，是對八進制數(shù)（即二進制數(shù)）按位求反。 0000000000010101（） 1111111111101010 (八進制數(shù)八進制數(shù)177752)177752)17L62022-2-917L718L82022-2-918L919 12.1.5 左移運算符（）2022-2-919 左移運算符是用來將一個數(shù)的各二進制位全部左移若干位。 例如：a=)2022-2-921 右移運算符是a2表示將a的各二進制位右移2位，移到右端的低位被舍棄,對無符號數(shù),高位補0。例如： a=017時: a的值用二進制形式表示為00001111， 舍棄低

9、2位11： a2=00000011右移一位相當于除以2 2 右移n n位相當于除以2n2n。 222022-2-922在右移時,需要注意符號位問題： 對無符號數(shù),右移時左邊高位移入0；對于有符號的值,如果原來符號位為0(該數(shù)為正),則左邊也是移入0。如果符號位原來為1(即負數(shù)),則左邊移入0還是1,要取決于所用的計算機系統(tǒng)。有的系統(tǒng)移入0,有的系統(tǒng)移入1。移入0的稱為“邏輯右移”,即簡單右移；移入1的稱為“算術(shù)右移”。 232022-2-923例：例： a的值是八進制數(shù)113755： a:1001011111101101 （用二進制形式表示）a1: 0100101111110110 (邏輯右移

10、時)a1: 1100101111110110 (算術(shù)右移時) 在有些系統(tǒng)中,a1得八進制數(shù)045766,而在另一些系統(tǒng)上可能得到的是145766。Turbo C和其他一些C編譯采用的是算術(shù)右移,即對有符號數(shù)右移時,如果符號位原來為1，左面移入高位的是1。242022-2-92412.1.7 12.1.7 位運算賦值運算符位運算賦值運算符 位運算符與賦值運算符可以組成復(fù)合賦值運算符。 例如: &=, |=, =, =, =例： a & = b相當于 a = a & b a =2相當于a = a 225 12.3 位段2022-2-925 信息的存取一般以字節(jié)為單位。實際上

11、，有時存儲一個信息不必用一個或多個字節(jié)，例如，“真”或“假”用或表示，只需位即可。在計算機用于過程控制、參數(shù)檢測或數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域時，控制信息往往只占一個字節(jié)中的一個或幾個二進制位，常常在一個字節(jié)中放幾個信息。262022-2-926可以人為地將一個整型變量data分為幾部分。 但是用這種方法給一個字節(jié)中某幾位賦值太麻煩?？梢晕欢谓Y(jié)構(gòu)體的方法。 怎樣向一個字節(jié)中的一個或幾個二進制位賦值和改變它的值呢？可以用以下兩種方法:（2）位段 C語言允許在一個結(jié)構(gòu)體中以位為單位來指定其成員所占內(nèi)存長度，這種以位為單位的成員稱為“位段”或稱“位域” ( bit field) 。利用位段能夠用較少的位數(shù)存儲數(shù)據(jù)。

12、 272022-2-927程序如下：struct packed-data unsigned ：； unsigned：； unsigned：； unsigned：； int ； data； 282022-2-928（1）位段成員的類型必須指定為unsigned或int類型。（2） 若某一位段要從另一個字開始存放，可用以下形式定義：unsigned ：1；unsignedb：；一個存儲單元 unsigned：；unsigned：；另一存儲單元 a、b、c應(yīng)連續(xù)存放在一個存儲單元中，由于用了長度為的位段，其作用是使下一個位段從下一個存儲單元開始存放。因此，只將a、b存儲在一個存儲單元中，c另存在下一個單元(“存儲單元”可能是一個字節(jié)，也可能是2個字節(jié)，視不同的編譯系統(tǒng)而異)。 關(guān)于位段的定義和引用的說明：292022-2-929(3) 一個位段必須存儲在同一存儲