C案例教程教案(word文档)第十一章.doc

第11章 位运算第一节 位运算符一般用字节(Byte)作为计算机信息的基本单位，一个字节由8个二进制位组成，其中最右边的一位称为“最低有效位”LSB，最左边的一位称为“最高有效位”MSB，如图11-1所示。最低有效位也称第0位，最高有效位也称第7位。第7位第6位第5位第4位第3位第2位第1位第0位表11-1位运算符含义&按位与MSBLSB|按位或10010001按位异或图11-1按位取反右移C语言提供了6种位运算符，如表11-1所示。说明：(1) 位运算符中除了“” 以外，均为二目运算符。(2) 运算量只能是整型或字符型的数据，不能为实型数据。 一、 位“与”运算(&)1运算规则参加运算的两个运算量，如果两个相对应的位都为1，该位结果值为1，否则为0。可记为“见0则0”。10011001&11101010100010002“按位与”的特殊用途(1)清零方法：任何数与一个各个位均为零的数值相与，结果为零。10011001&0000000000000000(2)取一个数X中某些指定位。方法：找一个数，此数的各个位将按照这样原则取值：对应于x要取的位，该数对应位为1，其余位为0。则此数与x按位相与就可以得到X中的某些位。例11-3 假设有X=l0101110B，想取X的低4位。分析：由于欲取X的低4位1，则可以将X与Y=00001111B相与，即可得到X的低4位。则有：10101110&0000111100001110 二、 位“或”运算1运算规则参加运算的两个运算量，如果两个相对应的位中有个为1，则该位结果值为1，否则为0。可记为“见1则1”。11010011|10001010110110112“按位或”的特殊用途：常用来对一个数据的某些位置1： 就是找一个数，此数的各个位将按照这样规则取值：对应于X要置1的位，该数对应位为1，其余位为零0，则此数与X相或就可使X中的某些位置1。例11-5 假设有X=11010010B，想使X的低4位为l。11010010|0000111111011111三、 “异或”运算()1运算规则参加运算的两个运算量，如果两个对应的位为相“异”(值不同)，则该位结果值为1。可记为“见同则0”。1000100111101110011001112“异或”的特殊用途：使特定位翻转方法：找个数，此数的各个位将按照这样规则取值：对应于X要翻转的位，该数对应位为1，其余位为零。则此数与X相异或即可。例ll-7 假设有X=10101110B，则想使X的低4位翻转。101011100000111110100001四、 “取反”运算()1运算规则对一个二进制数按位取反，即将0变为l，1变为0。10001011011111002注意事项(1) 单目运算符，具有右结合性；(2) 运算符的优先级别比算术运算符、关系运算符逻辑远符和其运算符都高。 五、 “左移”运算()运算规则：将一个数的各个二进制全部右移若干位。最端低位丢弃，对于无符号数最高位补0；对于有符号数：正数则最高位补0，如果为负数，左端最高位补0还是补1则取决于所用的C编译系统。如果补0则称为“逻辑右移”,补l则称为“算术右移”。 七、 位运算赋值运算位运算符与赋值运算符相结合，就组成复合赋值运算符，表11-2所示。表11-2复合赋值运算符实例等价实例&=a&=ba=a&b| =a | =ba=a | b=a=ba=ab=a=ba=a=a=ba=ab第二节 位段有时信息不需要一个字节，只要一位或几位即可，例如：网络传输协议，控制信息往往只用一个字节中的一位或几位。在C语言中，为了方便访问这些信息，定义了位段(或称“位域”)类型，它是用结构体来表示的。所谓位段是把一个字节中的二进位划分为几个不同的段，并说明每个段的位数。每个段有一个段名，允许在程序中按段名进行操作。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的不同二进制位段来表示。 一、 位段的定义位段的定义形式： struct 位段结构位段列表;位段列表的形式：类型说明符 位段名:位段长度例如： struct wd int a:5; int b:2; int c:1; unsigned d:5; 对位段的定义的几点说明：(1) 位段的成员类型必须定义指定为unsigned或int型。(2) 一个位段必须存只能储某一个字节中，不能跨两个字节。如一个内存单元所剩空间不够存放另一位段时，应从下一内存单元起存放该位段。也可以有意使某位段从下一内存单元开始。(3) 位段成员的长度不能大于一个字节的长度，即不能超过8位二进位。(4) 位段可以含无名成员，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位段成员是不能使用的。 二、 位段的引用位段的引用和结构成员的引用相同、其一般形式为 位段变量名. 位段成员名位段允许用各种格式输出。例ll-11 位段成员的输出格式。程序如下：（WYS02.C）#include void main() struct unsigned a:1; unsigned b:3; int :3; unsigned c:4; bit,*pb; bit.a=1; bit.b=7; bit.c=15; printf(%d,%d,%dn,bit.a,bit.b,bit.c); pb=&bit; pb-a=0; pb-b=5; pb-a&=0xa; printf(%x %x %xn,pb-a,pb-b,pb-c);运行结果：1,7,150 2 f分析：(1) 程序中定义了位段结构，3个位段成员为a，b，c，说明了此类型的变量bit和指向此类型的指针变量pb。(2) 程序接下来分别给3个位段成员赋值