C语言第14章位运算.ppt

教学内容： 14.1 位逻辑运算 14.2 位移位运算 14.3 复合位运算 14.4 位段 教学要求： 1.掌握按位与运算、按位或运算、按位异或运 算、取反运算、左移运算、右移运算的运算规则。 2.掌握位段的应用。 第14章 位 运 算 为了节省内存空间，在系统软件中常将多个标志状 态简单地组合在一起，存储到一个字节（或字）中。 语言 提供了实现将标志状态从标志字节中分离出来的位 运算功能。 C 既具有高级语言的特点，又具有低级语言的功能 ，位运算能力就是其特色之一。 位运算就是指进行二进制位的运算。C提供的位运算 有： 名称 运算符 名称 运算符 按位与 x=25; y=568; printf(“x unsigned int y=0; printf(“25 :%dn”, 25)； printf(“x :%dn”, x )； printf(“y(1) :%dn”, y)； printf(“y(2) :%un”, y)； 运行结果： 25 : 26 x : 24 y(1) : 1 y(2) : 65535 例14.2 编程输出按位取反运算的值。程序如下： 14.2 位 移 位 运 算 1.按位左移运算 (1)按位左移运算符： main() unsigned a; a=7 (2)按位右移运算格式： 操作数移位数值 (3)按位右移运算规则:将一个操作数先转换成二进制数 ，然后将二进制数各位右移若干位，移出的低位舍弃；并在 高位补位，补位分2种情况: 若为无符号数，右移时左边高位移入0。 若为有符号数，如果原来符号位为0(正数)，则左边 补若干0 ；如果原来符号位为1 ，左边补若干0的称为“逻 辑右移” ，左边补若干1的称为“算术右移”。如： a： 1001011111101101 (113755)8 逻辑右移 a1：0100101111110110 得045766 算术右移 a1：1100101111110110 得145766 (4) 按位右移运算主要用途 按位右移运算主要用途是对操作数做除法运算，即 将一个操作数除以 2n 的幂运算处理为右移 n 位的按 位右移运算。右移一位相当于除以2 ，右移 n 位相 当于除以2n。 例14.4 从键盘上输入1个正整数给int变量n ， 输出由811位构成的数（从低位、0号开始编号）。 基本思路： （1）使变量n右移8位，将811位移到低4位上 （2）构造1个低4位为1、其余各位为0的整数。 （3）与n 进行按位与运算。 （4）输出与运算结果。 程序如下： main() int n , mask; printf(“Input a integer number: “); scanf(“%d“, /*右移8位，将811位移到低4位上*/ n= 8; /*间接构造1个低4位为1、其余各位为0的整数*/ mask = ( 0 (7 4 + 1 ) a4 设置一个低4位全为1，其余全为0 的数。即： ( 0 4;/ b=a(m-n+1) / c = (0= 2. 复合位赋值运算规则 复合位赋值运算规则与复合算术赋值运算规则相同。 运算符 表达式 等价表达式 位段类型成员的数据类型只能是： int 、unsigned int （3） 位段类型变量的定义 先定义位段类型，再定义位段类型变量。 struct 位段类型名 类型说明符 成员名1: 长度; 类型说明符 成员名2: 长度; ; struct 位段类型名 变量名表列; 定义位段类型同时定义位段类型变量。 struct 位段类型名 类型说明符 成员名1: 长度; 类型说明符 成员名2: 长度; 变量名表列; 例如，CPU的状态寄存器，按位段类型定义如下： struct status unsigned sign: 1; /*符号标志*/ unsigned zero: 1; /*零标志*/ unsigned carry: 1; /*进位标志*/ unsigned parity: 1; /*奇偶/溢出标志*/ unsigned half_carry: 1; /*半进位标志*/ unsigned negative: 1; /*减标志*/ flags; 显然，对CPU的状态寄存器而言，使用位段类型（仅 需1个字节），比使用结构类型（需要6个字节）节省了5 个字节。 2.说明 （1）因为位段类型是一种结构类型，所以位段类 型和位段变量的定义，以及对位段（即位段类型中的成 员）的引用，均与结构类型和结构变量一样。 （2）对位段赋值时，要注意取置范围。一般地说 ，长度为n的位段，其取值范围是：0（2n-1）。 （3）使用长度为0的无名位段，可使其后续位段从 下1个字节开始存储。 例如， struct status unsigned sign: 1; /*符号标志*/ unsigned zero: 1; /*零标志*/ unsigned carry: 1; /*进位标志*/ unsigned : 0; /*长度为0的无名位段 */ unsigned parity: 1; /*奇偶/溢出标志*/ unsigned half_carry: 1; /*半进位标志*/ unsigned negative: 1; /*减标志*/ flags; 原本6个标志位是连续存储在1个字节中的。由于加入 了1个长度为0的无名位段，所以其后的3个位段，从下1 个字节开始存储，一共占用2个字节。 （4）1个位段必须存储在1个存储单元（通常为