第11章 位运算

1、第第1111章章 位运算位运算11.1 位运算符11.2 位段11.3应用举例11.1 位运算符当两个运算对象的位数不同时，系统将自动进行如下处理：v先将两个运算数右端对齐。v 再将位数不足的一个运算对象向高位扩充，即：无符号数和正整数左端用0补齐；负数左端用1补齐；然后对位数相等的这两个数按位进行运算。q“按位与按位与”运算（运算（&）v“按位与”运算是将参加运算的两操作对象，按对应的二进制位分别进行“逻辑与”运算。v运算规则为：只有两个相应位都为1时， 该位的运算结果才为1；两个相应位的值相异或均为0时，该位的运算结果为0。11.1 位运算符【例11.1】求表达式12&10的值。main(

2、 )char x=12,y=10; printf(“%d,%dn”,x,y); x=x&y; printf(“%d,%dn”,x,y); 输出结果为：12，108，1011.1 位运算符v按位与运算用途：清零：若想将某个存储单元清零，只需将这个存储单元的值与零进行“与”运算 。【例11.2】分析下面程序结果main( ) char ch=46; printf(%d n,ch); ch=ch&0; printf(%d n,ch); 输出结果为：46 011.1 位运算符获取指定位： 如果要想获取某数据X的指定位，则可以用一个数与X进行“与”运算，此数在与指定位相同的位上的值为1，其余各位为0。【

3、例11.3】从键盘输入一个整数，判断此数是否能被2整除 。#includemain( ) int x; printf(Please input a number: ); scanf(%d,&x); if(x&0 x01)=0) /*通过与运算，只保留该数的最低位，然后判断其是否为0*/ printf(n%d can be divided by 2 exactly! ,x); /*最低位为0,该数能被2整除*/ else printf(n%d cant be divided by 2 exactly! ,x); /*最低位为1, 不能被2整除*/11.1 位运算符q“按位或按位或”运算（运算（|

4、）v按位或运算是将参加运算的两操作对象，按对应的二进制位分别进行“逻辑或”运算。v运算规则为：只有两个相应位都为0时， 该位的运算结果才为0，其它情况下，结果全为1。【例11.4】求表达式12|10的值。main( )char x=12,y=10; printf(“%d,%dn”,x,y); x=x|y; printf(“%d,%dn”,x,y);输出结果为：12，1014，1011.1 位运算符v用途：按位“或”经常用来对一个数据的某些位置1。【例11.5】把整数x（8位）的低4位置1，高4位不变。main( ) char x=67; printf(“%dn”,x); x=x|15; pri

5、ntf(“%dn”,x);输出结果为：677911.1 位运算符q“按位异或按位异或”运算（运算（）v按位或运算是将参加运算的两操作对象，按对应的二进制位分别进行“按位异或”运算。v运算规则为“按位异或”的应用：参加运算的两个运算量，如果两个相对应位上的值不同 ，则该位的结果为1；如果对应位上的值相同，则该位的结果为0。v“按位异或”的应用 使特定位翻转，即使指定的位求反。【例11.6】设x=46，将其高4位保留原样，低4位各位求反。main( ) char x=46; printf(“%dn”,x); x=x15; printf(“%dn”,x);11.1 位运算符输出结果为：4633对变量

6、置零。每一个数与它自身进行“异或”运算，结果各位均为零。即：xx=0。 【例11.7】不用临时变量，交换两个变量的值。main( )char x=12,y=10; printf(“%d,%dn”,x,y); x=xy;y=yx;x=xy ; printf(“%d,%dn”,x,y);输出结果为：12，1010，1211.1 位运算符q“按位取反按位取反”运算（运算（） “按位取反”运算符“”是唯一的一个单目位运算符，用来将一个二进制数按位取反，即将1变0，将0变1。【例11.8】给出一个数的原码，求出该数的补码。 main( ) unsigned int a; /*声明一个无符号的整数a*/

7、unsigned int getbits(unsigned);/*函数声明*/ printf(nInput an octal number: ); scanf(%o,&a); /*以八进制形式输入一个无符号的整数*/ printf(result:%o ,getbits(a); /*以八进制形式输出*/ 11.1 位运算符unsigned int getbits(unsigned value) /*求一个二进制数的补码*/ unsigned int z; z=value&10000000; if(z=10000000) z=value+1; /*对负数求其补码*/ else z=value; /

8、*正数不变*/ return(z); 运行情况如下：Input an octal number:2345result:2345再次运行：Input an octal number:1252525result:525311.1 位运算符q“左移左移”运算（运算（）v左移运算符“”是双目运算符，左移运算的一般形式为： 运算对象运算对象左移位数左移位数v作用：将一个数的各二进制位依次左移若干位（由左移位数给出），左移时，右端（低位）补0，左端（高位）移出的部分舍去。 【例11.9】输入两个1位十进制数字符a和b，由a、b组合生成整数c（c用字符类型表示），并显示出来。生成规则是：a的低4位作为c的高

9、4位，b的低4位作为c的低4位。 屏蔽掉a，b的高4位； a左移4位，使a的低4位成为高4位； 将a和b拼在一起，形成c。11.1 位运算符main( )char a,b,c; while(1) /*输入a,b*/ printf(Please input a and b:n); scanf(%c %c ,&a,&b); if (a=0)&(b=0) break; a=a）v右移运算符“”是双目运算符，右移运算的一般形式为： 运算对象运算对象右移位数右移位数v作用：将一个数的各二进制位依次右移若干位（由右移位数给出），右移时，右端（低位）移出的部分舍去，左端（高位）移入的二进制数分两种情况：对于

10、无符号数和正整数，高位补0；对于负整数，高位补1。例如：int a=5,b=-3,x,y；x=a2;y=b2;11.1 位运算符q位复合赋值运算符位复合赋值运算符q注意注意v位运算的类型可以是整型（int、unsigned或long int）或字符型(char)数据。v当两个运算对象的类型不同时系统会自动进行如下处理：两个运算对象按位右对齐；较短的运算对象高位符号扩展；即如果是正数，高位补0，如果是负数，高位补1。复合运算符 名称 表达式 等价的表达式 &= 按位与赋值 a&=b a=a&b |= 按位或赋值 a|=b a=a|b = 按位异或赋值 a=b a=ab = 右移位赋值 a=b a

11、=ab = 左移位赋值 a=b a=a4 设置一个低4位全为1，其余为0 的数 （0 4; /*将a右移4位后赋值给变量b*/ c = (0 4)； /*使低4位全为1，其余为0 */ d = b & c; printf(“%on%on”,a,d); 11.3应用举例【例11.11】从键盘上输入一个十进制整数，统计该整数所对应的二进制数中1的个数。分析：统计一个整数m中1的个数有两种方法。方法1：循环执行、 测试m的第0位是否为1，是则1的个数加1； m右移1位；程序如下：main( ) int i,count,m; printf(Please input m:); scanf(%d,&m);

12、 count=0;11.3应用举例 for(i=0;i1; printf(Numbers of 1 in m=%d,count);方法2： k=1； 循环执行、 测试m的第k位是否为1，是则1的个数加1； k左移1位。11.3应用举例程序如下：main( ) int i,count,m,k; printf(Please input m:); scanf(%d,&m); count=0; k=1; for(i=0;i=16;i+) if(m&k)!=0) count+; k=k0111101111110101（注意，不能直接使用运算符，因为，运算符使左面添0或添1。）方法如下： 将a的右端n位先

13、放到中间变量b的高n位中。 (左移16-n位)b= an; 将c与b 进行按位或运算。 c=a | b11.3应用举例程序如下：main( )unsigned a,b,c; int n; scanf(a=%o,n=%d,&a,&n); /*a以八进制形式输入，右移位数以十进制形式输入*/ b=an； c=c|b; printf(%on%o,a,c); /*以八进制形式输出*/ 11.3应用举例【例11.13】编写函数leftloop，实现将16位数循环左移n位。循环左移可以用下述方法实现：将源操作数送入一中间变量；将中间变量右移16-n位，使高端n位移至低端；将源操作数左移n位；用“按位或”运算将中间变量和源操作数合并在一起。11.3应用举例leftloop(unsigned *value,int n) /* value是源操作数，n是移位位数*/unsigned a,b; a=*