C语言程序设计 第十一章 位运算.ppt

甘肃工业职业技术学院信息工程系 2009年12月 C语言程序设计 张燎 第十一章位运算 位运算符和位运算 位运算举例 位段 11 1位运算符和位运算 语言提供了六种位运算符 按位与 取反 按位或 右移 说明 1 位运算符除 以外 均为二目运算 即要求两侧各有一个运算量 2 运算量只能是整型或字符型的数据 不能为实型数据 11 1 1 按位与 运算符 功能 对参与运算的两数各对应的二进位相与 只有对应的两个二进制位均为1时 结果位才为1 否则为0 即0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1参与运算的数以补码方式出现 例如3 5 应该按位与 00000011 3 00000101 5 00000001 1 按位与的特殊用途 某些位清零 保留某些位 取一个数中某些指定位 例如 把a的高八位清0 保留低八位 可作a 255运算0010110010101100 00000000111111110000000010101100把一个数01010100的左面第3 4 5 7 8位保留下来 01010100 0011101100010000 原来数中为1的位 新数中相应位为0 原来数要保留的位 新数中相应位为1 11 1 2 按位或 运算符 功能 对参与运算的两数各对应的二进位相或 只要对应的两个二进制位有一个为1时 结果位就为1 即0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1例如 9 5可写算式如下 00001001 9 00000101 5 00001101 13 可见9 5 13按位或运算常用来对一个数据的某些位定值位1 11 1 3 异或 运算符 功能 对参与运算的两数各对应的二进位相异或 当对应的两个二进制位相异时 结果位就为1 即0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0例如 9 5可写算式如下 00001001 9 00000101 5 00001100 12 可见9 5 12 异或 的意思是判断两个相应的位值是否为 异 为 异 就取真 1 否则为假 0 举例说明 运算符的应用 使特定位翻转假设有0111010 想使其低4位翻转 即1变为0 0变为1 01111010 0000111101110101 要想使哪几位翻转 就将与其进行 运算的该几位置为1即可 与0相 保留原值 01111010 0000000001111010 举例说明 运算符的应用 交换两个值 不用临时变量假如a 3 b 4 想将a和b的值互换 可以用以下赋值语句实现 a a b b b a a a b 用竖式来说明 a 011 3 b 100 4 a 111 b 100b 011 3 a 111a 100 4 11 1 4 取反 运算符 功能 对参与运算的数的各二进位按位取反 取反运算符为单目运算符 具有右结合性 例如 9的运算为 0000000000001001 结果为1111111111110110 运算符的优先级高于算数运算符 关系运算符 逻辑运算符 和其他位运算符都高 例如 b a 要先进行 a运算 然后进行 运算 例 a的值64127 11 1 5左移运算符 功能 用来将一个数的各二进位全部左移若干位 高位左移后溢出 舍弃 低位补0 a的二进制形式0100000001111111 a 11000000011111110 a 20000000011111100 左移一位相当于该数乘以2 注意 此种结论只适用于该数左移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况 11 1 6右移运算符 功能 用来将一个数的各二进位全部右移若干位 右移时 需要注意符号位问题 对于无符号数 右移时左边高位移入0 对于有符号数 如果原来符号位为0 该数为正 则左边也是移入0 如果原来符号位为1 即负数 则左边移入0还是1 要取决于所用的计算机系统 移入0的称为 逻辑右移 移入1的称为 算术右移 例如 a 1001011111101101 用二进制形式表示 a 1 0100101111110110 逻辑右移时 a 1 1100101111110110 算术右移时 右移一位相当于该数除以2 右移n位相当于除以2n 11 2位运算举例 例12 1取一个整数a从右端开始的4 7位 1 先使a右移4位 目的是使要取出的那几位移到最右端 右移到右端可以用a 4来实现 2 设置一个低4位全为1 其余全为0的数 可以用 0 4 来实现 0 0000 000000 0 1111 111111 0 4 1111 110000 0 4 0000 001111 3 将上面的 1 2 进行 运算 a 4 0 4 根据上一节介绍的方法 与低4位为1的数进行 运算 就能将这四位保留下来 includevoidmain unsigneda b c d scanf o 331 331 21715 13 11 3位段 对内存中信息的存储一般以字节为单位 实际上 有时存储一个信息不必用一个或多个字节 例如 真 或 假 用0或1表示 只需1位即可 那么 怎样向一个字节中的一个或几个二进制位赋值和改变它的值呢 可以用以下两种方法 可以人为地将一个整型变量data分为几部分 位段 位段 C语言允许在一个结构体中以位为单位来指定其成员所占内存长度 这种以位为单位的成员称为 位段 或称 位域 利用位段能够用较少的位数存储数据 structpacked data unsigneda 2 unsignedb 6 unsignedc 4 unsignedd 4 inti data a占2位 b占6位 c占4位 d占4位 i占2个字节 总共占4个字节 也可以使各个位段不恰好占满一个字节 structpacked data unsigneda 2 unsignedb 6 unsignedc 4 inti data structpacked data unsigneda 2 unsignedb 6 unsignedc 4 unsignedd 4 inti data 在a b c之后4位空间闲置不用 i从另一字节开头起存放 关于位段的定义和引用的几点说明 位段成员的类型必须指定为unsigned或int类型 若某一位段要从另一个字开始存放 可以用以下形式定义 unsigneda 1 unsignedb 2 unsigned 0 unsignedc 1 另一存储单元 用了长度为0