8項目八枚舉和位運算《C語言程序設計上機指導》

1、工程八 枚舉和位運算【實驗內容、步驟】1、檢查所用計算機是否已經安裝Visual C+ 2021。2、進入Visual C+ 2021的工作環(huán)境。3、編程例如，觀察與驗證。輸入并運行下面的程序，分析運行結果。【任務實施】實驗8-1-1 枚舉類型元素引用例如源程序8-1-1：#include <stdio.h> void main( ) enum emem1=3，em2=1，em3; char *aa=“AA,BB,CC,DD; printf(“%s%s%sn，aaem1，aaem2，aaem3);C語言對枚舉的定義規(guī)定：在枚舉中聲明的各個枚舉元素，如果沒有明確指出某個枚舉元素的值，

2、它的上一個元素存在并有明確值的情況下，這個枚舉元素的值為其上一個元素的值+1。在實驗中，沒有明確說明枚舉元素em3的值，那么em3=em2+1=1+1=2，進而可知，在printf( )打印函數(shù)中，要打印的數(shù)組元素是aa3，aa1，aa2。所以運行結果如以下圖所示： 圖8-1-1 運行結果圖1注意：1、printf(“%s，em1)不能輸出字符串“em1。em1為常數(shù)值的別名，而不是字符串。 2、不能這樣定義枚舉類型：比方“enum em0，1，2;。那么假設要完整的打印出char *aa的賦值，我們就要修改源程序，大家注意觀察我們修改后的源程序到底和之前的有何區(qū)別。 圖8-1-1 修改后的源

3、程序2 修改后的源程序我們將得到對a的所有賦值，如以下圖所示。 圖8-1-1 修改后的運行結果圖3【任務考核】 實驗8-1-2 枚舉類型元素引用例如 #include<stdio.h> int main() enum colorred,black,yellow,blue,whitei,j,pa; int n=0,loop; for(i=red;i<=white;i+)for(j=red;j<=white;j+)n+=1;printf("%-3d",n);for(loop=1;loop <3;loop+)switch(loop)case 1:pa

4、=i;break;case 2:pa=j;break;switch(pa)case red:printf("%-10s","red");break;case black:printf("%-10s","black");break;case yellow:printf("%-10s","yellow");break;case blue:printf("%-10s","blue");break;case white:printf("

5、;%-10s","white");break;printf("n");printf("N:%dn",n);return 0;1運行結果：2程序中有無錯誤為什么？3運行結果為什么與修改后的程序結果一致？【典型例題】例8-1-3 枚舉類型例如源程序：#include <stdio.h>void main()typedef enum daysunday,monday,tuesday,wendsday,thursday,friday,stadurdayday;day today;today = monday;if (to

6、day = sunday | today = stadurday)printf(“休息日n);elseprintf(“工作日n);答案：工作日 圖8-1-3分析：我們在此實驗中發(fā)現(xiàn)一個有趣的表達式“day today;，根據我們所學的知識，我們知道enumdaysunday,monday,tuesday,wednesday,thursday,friday,saturday;這句定義了符號化的常量sunday，monday等等。在下面的程序中，可以聲明枚舉型變量day today，對其賦值，或者判斷它的值。而且聲明枚舉變量時，編譯器不必檢查變量中存儲的是否是合法的枚舉有效值，但枚舉變量那么提供了

7、檢查的時機。我們在編程過程中定義枚舉型的好處主要有二：首先增強程序可讀性，sunday、monday肯定比0、1容易理解。其次可以對變量類型與取值進行限定。枚舉型常量即某種枚舉型的合法取值。此例中，“sunday,monday,tuesday,wednesday,thursday,friday,saturday是枚舉型常量。在編譯時確定各個常量的對應值。枚舉型變量指的是聲明為已定義枚舉類型的變量。如此例中的today。用枚舉型常量定義變量，這個說法不太明確，其實包含了三個階段：一，定義一種枚舉類型；二，聲明某個變量為該枚舉類型；三，用枚舉型常量向該變量賦值。任務描述二 關于位運算應用實驗【實驗

8、目的】1、 加深對二進制的認識。2、 理解位運算的概念、各種位運算的功能和規(guī)那么，學會采用適當?shù)奈贿\算修改數(shù)據的某些位。3、 了解位段的概念和位段類型數(shù)據的引用形式。【根底知識】一、位運算位運算的運算分量只能是整型或字符型數(shù)據，位運算把運算對象看作是由二進位組成的位串信息，按位完成指定的運算，得到位串信息的結果。 位運算符有： &按位與、|按位或、按位異或、 按位取反。 其中，按位取反運算符是單目運算符，其余均為雙目運算符。 位運算符的優(yōu)先級從高到低，依次為、&、|。其中的結合方向自右至左，且優(yōu)先級高于算術運算符，其余運算符的結合方向都是自左至右，且優(yōu)先級低于關系運算符。 1按

9、位與運算符&按位與運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規(guī)那么進行計算： 0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=1。 即同為 1 的位，結果為 1，否那么結果為 0。 例如，設3的內部表示為 00000011 5的內部表示為 00000101 那么3&5的結果為 00000001 按位與運算有兩種典型用法，一是取一個位串信息的某幾位，如以下代碼截取x的最低7位：x& 0177。二是讓某變量保存某幾位，其余位置0，如以下代碼讓x只保存最低6位：x=x&077。以上用法都先要設計好一個常數(shù)，該常數(shù)只有需要的位是1，不需要的位是0

10、。用它與指定的位串信息按位與。 2按位或運算符| 按位或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規(guī)那么進行計算： 0|0=0， 0|1=1， 1|0=1， 1|1=1 即只要有1個是1的位，結果為1，否那么為0。 例如，023|035 結果為037。 按位或運算的典型用法是將一個位串信息的某幾位置成1。如將要獲得最右4為1，其他位與變量j的其他位相同，可用邏輯或運算017|j。假設要把這結果賦給變量j，可寫成： j=017|j 3按位異或運算符 按位異或運算將兩個運算分量的對應位按位遵照以下規(guī)那么進行計算： 00=0， 01=1， 10=1， 11=0 即相應位的值相同的，結果為 0，不相同的結

11、果為 1。 例如： 013035結果為026。 異或運算的意思是求兩個運算分量相應位值是否相異，相異的為1，相同的為0。按位異或運算的典型用法是求一個位串信息的某幾位信息的反。如欲求整型變量j的最右4位信息的反，用邏輯異或運算017j，就能求得j最右4位的信息的反，即原來為1的位，結果是0，原來為0的位，結果是1。 4按位取反運算符 按位取反運算是單目運算，用來求一個位串信息按位的反，即哪些為0的位，結果是1，而哪些為1的位，結果是0。例如，7的結果為0xfff8。 取反運算常用來生成與系統(tǒng)實現(xiàn)無關的常數(shù)。如要將變量x最低6位置成0，其余位不變，可用代碼x=x& 077實現(xiàn)。以上代碼與

12、整數(shù)x用2個字節(jié)還是用4個字節(jié)實現(xiàn)無關。 當兩個長度不同的數(shù)據進行位運算時(例如long型數(shù)據與int型數(shù)據)，將兩個運算分量的右端對齊進行位運算。如果短的數(shù)為正數(shù)，高位用0補滿；如果短的數(shù)為負數(shù)，高位用1補滿。如果短的為無符號整數(shù)，那么高位總是用0補滿。 位運算用來對位串信息進行運算，得到位串信息結果。如以下代碼能取下整型變量k的位串信息的最右邊為1的信息位：(k-1)k)&k。 二、移位運算 移位運算用來將整型或字符型數(shù)據作為二進位信息串作整體移動。有兩個運算符： << 左移 和 >> 右移 移位運算是雙目運算，有兩個運算分量，左分量為移位數(shù)據對象，右分量的

13、值為移位位數(shù)。移位運算將左運算分量視作由二進位組成的位串信息，對其作向左或向右移位，得到新的位串信息。 移位運算符的優(yōu)先級低于算術運算符，高于關系運算符，它們的結合方向是自左至右。 1左移運算符<< 左移運算將一個位串信息向左移指定的位，右端空出的位用0補充。例如014<<2，結果為060，即48。 左移時，空出的右端用0補充，左端移出的位的信息就被丟棄。在二進制數(shù)運算中，在信息沒有因移動而喪失的情況下，每左移1位相當于乘2。如4 << 2，結果為16。 2右移運算符>> 右移運算將一個位串信息向右移指定的位，右端移出的位的信息被丟棄。例如12&

14、gt;>2，結果為3。與左移相反，對于小整數(shù)，每右移1位，相當于除以2。在右移時，需要注意符號位問題。對無符號數(shù)據，右移時，左端空出的位用0補充。對于帶符號的數(shù)據，如果移位前符號位為0(正數(shù))，那么左端也是用0 補充；如果移位前符號位為1(負數(shù))，那么左端用0或用1補充，取決于計算機系統(tǒng)。對于負數(shù)右移，稱用0 補充的系統(tǒng)為“邏輯右移，用1補充的系統(tǒng)為“算術右移。以下代碼能說明讀者上機的系統(tǒng)所采用的右移方法： printf("%dnnn",-2>>4); 假設輸出結果為-1，是采用算術右移；輸出結果為一個大整數(shù)，那么為邏輯右移。 移位運算與位運算結合能實現(xiàn)許

15、多與位串運算有關的復雜計算。設變量的位自右至左順序編號，自0位至15位，有關指定位的表達式是不超過15的正整數(shù)。以下各代碼分別有它們右邊注釋所示的意義： 0 << n /* 實現(xiàn)最低n位為1，其余位為0的位串信息 */ (x>>(1+p-n)&(0<<n) /*截取變量x自p位開始的右邊n位的信息*/ new |=(old>>row)&1)<<(15k) /*截取old變量第row位，并將該位信息裝配到變量new的第15-k位*/ s&=(1<<j) /*將變量s的第j位置成0，其余位不變*/ fo

16、r(j=0;(1<<j)&s)=0; j+); /*設s不等于全0，代碼尋找最右邊為1的位的序號j*/！為邏輯取反，表示非的意思，經過它處理后的結果為布爾型，要么為0，要么為1，!x，只要x不為0，1，2，3，都可以，那么!x的結果就是0，只有當x為0時，結果為1。如果*為真，那么！*為假，反之如果*為假，那么！*為真?！緦嶒瀮热荨⒉襟E】1、檢查所用計算機是否已經安裝Visual C+ 2021。2、進入Visual C+ 2021的工作環(huán)境。3、編程例如，觀察與驗證。輸入并運行下面的程序，分析運行結果。【任務實施】實驗8-2-1輸入并運行以下程序關于位、與、或的實驗，分析

17、程序運行結果。源程序8-2-1 # include <stdio.h> int main() int c,d,e; int a=6,b=12; c=a&b; d=ab; e=ab; printf(“%d&%d=%dn,a,b,c); printf(“%d%d=% dn,a,b,d); printf(“%d%d=%dn,a,b,e); return 0; 根據位、與、或的用法我們可以得出結果： 6&12=4 612=14 612=10接下來我們思考下，比方某駕校報名條件中有一條為年齡要求：學員年齡在1860之間，那么用邏輯與的關系表達那么應為：int a;.i

18、f ( 18 <= a && a <= 60) .用邏輯或的關系表達那么為：if ( 18 > a | a > 60) .然后再結合else if語句完成這一駕校的報名要求，并且分別輸出滿足的和不滿足條件的年齡。源程序如以下圖： 圖8-2-1 源程序圖1 我們運行源程序隨意輸入一些數(shù)字，得出如以下圖的答案。 圖8-2-1 運行結果圖2實驗8-2-2輸入并運行以下關于移位程序，分析程序運行結果。源程序8-2-2# include <stdio.h>int main() int a=6,b=10; int c,d; C=a>>1; D

19、=b<<3; printf(“%d,%dn,c,d); return 0;運行程序，我們得到的運行結果為：3,80小提示：如果是左移，補入的數(shù)全部是0；如果是右移，還與被移位的數(shù)據是否帶符號有關。假設是不帶符號數(shù)，那么補入的數(shù)全部為0；假設是帶符號數(shù)，那么補入的數(shù)全部等于原數(shù)的最左端位上的原數(shù)(即原符號位)。實驗8-2-3輸入并運行以下關于位操作程序，分析程序運行結果。源程序8-2-3 # include<stdio.h>struct packed_data unsigned a:3; unsigned b:4; unsigned:2; unsigned c:5; in

20、t i;data;int main() data.a=4; data.b=10; data.c=45; data.i=25; printf(“%d,%on ,data.c,data.c); return 0;運行源程序，我們可以得出運算結果為：13 ,15。我們仔細觀察源程序發(fā)現(xiàn)：在程序中unsigned:2 ，和其他三個表達式是有區(qū)別的，這里大家注意：、位域可以無位域名，這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的，程序在這里作對齊使用。位域不允許跨兩個字節(jié)，因此位域的長度不能大于一個字節(jié)的長度，也就是說不能超過8位二進位?！救蝿湛己恕?. 編寫程序，取出一個16位二進制數(shù)的奇數(shù)位即

21、從左邊起第3,5，15位。2. 編寫程序，從終端讀入十六進制無符號整數(shù)m,將m中的原始數(shù)據循環(huán)右移n位，并輸出移位前后的內容。 【典型例題】例8-2-1以下運算符中優(yōu)先級最低的是( )，優(yōu)先級最高的是( )。 A&& B& C D 答案：C B 分析：此題主要考查C語言運算符的優(yōu)先級關系。例8-2-2表達式“0x13&0x17的值是( )。A0x17 B0x13 C0xf8 D0xec答案：B分析：將0x13和0x17轉換成對應的二進制數(shù)后按位進行與運算，再把結果轉換成十六進制數(shù)，計算的結果為0x13。例8-2-3假設x=2，y=3，那么x&y的結果是(

22、 )。A0 B2 C3 D5答案：B分析：x對應的二進制位為0010，y對應的二進制位為0011，兩者按位與后的結果為0010，故對應的十進制數(shù)為2。例8-2-4表達式“0x130x17的值是( )。 A0x17 B0x13 C0xf8 D0xec答案：A 分析：將0x13和0x17轉換成對應的二進制數(shù)后，按位進行或運算，再把結果轉成十六進制數(shù)，計算的結果為0x17。例8-2-5假設有定義“int a=4，b;，那么執(zhí)行“b=a<<2;后b的結果是( )。A4 B8 C16 D32答案：C分析：對于移位運算，左移一位相當于原數(shù)乘以2，右移一位相當于原數(shù)除以2。例8-2-6設有以下語

23、句，那么c的二進制數(shù)是( )，十進制數(shù)是( )。 char a=3，b=6，C; C=ab<<2; A00011011 B00010100C00011100D00011000 A. 27B20C28D24答案：A A分析：在一個表達式中出現(xiàn)和<<運算符時，應先計算<<再計算。例8-2-7以下表達不正確的選項是( )。A表達式“a&=b等價于“a=a&b B表達式“a=b等價于“a=abC表達式“a!=b等價于“a=a!B D表達式“a=b等價于“a= ab答案：C分析：“a!=b是一個關系表達式，不等價于“a=a!B。例8-2-8在位運算中運

24、算量每右移動一位，其結果相當于( )。A運算量乘以2 B運算量除以2C運算量除以4 D運算量乘以4答案：B分析：對于移位運算，左移一位相當于原數(shù)乘以2，右移一位相當于原數(shù)除以2。例8-2-9表達式“0x13的值是( )。A0xFFEC B0xFF71 C0xFF68 D0xFF17答案：A例8-2-10以下程序的運行結果是( )。# include <stdio. h>main() unsigned char a,b,c; a=0x3;b=a0x8;c=b<<1; printf(“%d，%dn,b,c); A-11，12 B-6，-13 C12，24 D11，22答案：

25、D分析：a對應的二進制數(shù)為011，與0x8進行按位或運算后，b的值為1011，對應十進制數(shù)為11，左移一位相當于原數(shù)乘以2，故c的值為22?！菊n后習題】一、選擇題在以下各題的A、B、C、D四個選項中，只有一個正確，請選出正確答案1以下運算符優(yōu)先級最高的是( )。A B C&& D*2運算符<<、sizeof、&=按優(yōu)先級由高到低的正確排列次序是( )。Asizeof、&=、<<、Bsizeof、<<、&=C、<<、sizeof、&=D<<、&=、sizeof3請選擇以下程序的執(zhí)行

26、結果。( )，( )，( )。 # include <stdio. h>main() int a=0234; char c=A; printf(“%on，a); printf(“%on，a&c); printf(“%on，ac); A177543B177C175437 D17543 A0 B1 C163 D24 A35 B335 C53 D5334整型變量x和y的值相等，且均為非0值，那么以下選項結果為零的表達式是( )。Axy Bxy Cx&y Dxy5以下程序的運行結果是( )。# include <stdio.h>void main() char

27、x=040; printf(“%on，x<<1); A100 B80 C64 D326enum color red,green,yellow=5,white,black;定義了一枚舉類型。值表中各標符的枚舉值依次為 A1、2、3、4、5 B0、1、5、2、3 C0、1、5、6、7 D3、4、5、6、77設有如下枚舉類型定義 enum language Basic=3, Assembly, Ada, C, Fortran;枚舉量C的值為A4 B5 C6 D7二、填空題1位運算是對運算量的 位進行運算。2位運算符只對 和 數(shù)據類型有效。3在6個位運算符中，只有 是需要一個運算量的運算符

28、。4按位異或的運算規(guī)那么是 。5C語言中的位運算符有 、 、 、 、>>和<<共6個。6以下程序段的輸出結果是 。 int x=-1; x=x0377; printf("%d,% xn,x,x);7設有一個整數(shù)a，假設要通過按位異或運算a-b使a的高8位翻轉，低8位不變，那么b的八進制數(shù)形式是_。8設二進制數(shù)a是00101101，假設想通過按位異或運算a-b使a的高4位取反，低4位不變，那么二進制數(shù)b應是 。9設有一個整數(shù)a，假設要通過a&b運算屏蔽掉a中的其他位，而只保存第2位和第8位，那么b的八進制數(shù)形式是 。10如果想使一個數(shù)a的低4位全改為1，需要a與 進行按位或運算。三、編程題1設計一個函數(shù)，當給出一個數(shù)的原碼時，能得到該數(shù)的補碼。2編寫一個函數(shù)，用它測定一個整數(shù)的最高位是0還是1，假設是0，那么輸出“正數(shù)，否那么輸出“負數(shù)。3編寫一個函數(shù)getbits()，從一個16位單元中取出某幾位，即該幾位保存原值，其余位為0，位數(shù)由輸入者設定。 【任務考核答案】一、枚舉局部 實驗8-3 1運行結果： 2程序中有無錯誤為什