C语言程序设计基础课件 第10章 位运算

第10章位运算10.1位运算符10.2位运算符的运算功能程序设计基础1第10章位运算教学目标掌握结构体数据类型和结构体变量。了解位运算符的运算功能。程序设计基础210.1位运算符C语言中，位运算的对象只能是整型或字符型。C语言中提供了6种基本的位运算符。程序设计基础3运算符含义优先级单双目~取反1(高)单目<<左移2双目>>左移3双目&按位与4双目^按位异或5双目|按位或6(低)双目10.2位运算符的运算功能1．取反运算取反运算符～，功能是对操作数按二进制位取反，即把0变成1，1变成0。程序设计基础410.2位运算符的运算功能【例10.1】求表达式~-1、~0、～39的值。分析：以8位二进制数的形式表示上面的各数。程序设计基础510.2位运算符的运算功能分析：-1在计算机内部按二进制补码形式存储，为1111111111111111，对其按位求反，结果为0。0在计算机内部的二进制数为：0000000000000000，对其按位求反，结果为1111111111111111，这是-1在计算机内部的存储形式。十进制数39在计算机内部对应的二进制数为0000000000100111，对其按位取反，得到结果：1111111111011000，这个数是-40的二进制形式，按十进制输出为-40。程序设计基础610.2位运算符的运算功能执行语句printf("~-1=%d,~0=%d,~39=%d",~-1,~0,~39);，输出的结果为~-1=0,~0=-1,~39=-40程序设计基础710.2位运算符的运算功能2．左移运算左移运算符<<，功能是把<<左边的运算数，按二进制位依次左移右边运算数指定的位数。程序设计基础810.2位运算符的运算功能【例10.2】求1<<2、0<<3、-1<<8、-1<<32的值。分析：以8位二进制数的形式表示上面的各数。程序设计基础910.2位运算符的运算功能分析：1的32位二进制数为00000000000000000000000000000001，左移2位得到00000000000000000000000000000100，是4的二进制数。0无论右移几位都是补0，故0<<3的结果仍为0。程序设计基础1010.2位运算符的运算功能分析：-1的32位二进制数补码为11111111111111111111111111111111，故左移8位为11111111111111111111111100000000，对应十进制数-256，若左移32位，则32位1被移出补成32位0，对应十进制数0。程序设计基础1110.2位运算符的运算功能执行语句printf("1<<2=%d,0<<3=%d,-1<<8=%d,-1<<32=%d",1<<2,0<<3,-1<<8,-1<<32);输出的结果1<<2=4,0<<3=0,-1<<8=-256,-1<<32=0程序设计基础1210.2位运算符的运算功能3．右移运算右移运算符>>，功能是把<<左边的运算数，按二进位依次右移右边运算数指定的位数。程序设计基础1310.2位运算符的运算功能【例10.3】求-1>>4，0>>2，8>>2，-8>>2的值。分析：以8位二进制数的形式表示上面的各数。程序设计基础1410.2位运算符的运算功能分析：类比例10.2分析上面各表达式的输出结果。-8的32位二进制数为111111111111111111111000，右移2位变为111111111111111111111110，即为-2。程序设计基础1510.2位运算符的运算功能分析：类比例10.2分析上面各表达式的输出结果。-8的32位二进制数为111111111111111111111000，右移2位变为111111111111111111111110，即为-2。程序设计基础1610.2位运算符的运算功能执行语句printf("-1>>4=%d,0>>2=%d,8>>2=%d,-8>>2=%d",-1>>4,0>>2,8>>2,-8>>2);输出的结果为-1>>4=-1,0>>2=0,8>>2=2,-8>>2=-2程序设计基础1710.2位运算符的运算功能4．按位“与”运算按位“与”运算符“&”是双目运算符，其功能是参与运算的左、右两侧的运算数按对应位置的二进制进行按位“与”运算。程序设计基础1810.2位运算符的运算功能【例10.4】求-1&4，0&4，15&23，240&23的值。分析：以8位二进制数的形式表示上面的各数。程序设计基础1910.2位运算符的运算功能分析：-1其补码为11111111，4的二进制数为00000100，11111111&00000100，一个数和1相“与”的结果保持原数，比如1&1结果为1，0&1结果为0。因此，11111111&00000100的值为00000100，即用-1进行与运算的结果是保持原数，故-1&4的结果为4。0的二进制数为00000000，一个数和0相“与”的结果是0，故0&4的结果为0。15的二进制数为00001111，23的二进制数为00010111，00001111&00010111的结果为00000111，即用00001111屏蔽了数23对应二进制数的高4位，故15&23的结果为7。240的二进制数为11110000，故240&23屏蔽了23对应二进制数的低4位，结果为00010000，故240&23的结果为16。程序设计基础2010.2位运算符的运算功能执行语句printf("-1&4=%d,0&4=%d,15&23=%d,240&23=%d",-1&4,0&4,15&23,240&23);，输出的结果为-1&4=4,0&4=0,15&23=7,240&23=16。程序设计基础2110.2位运算符的运算功能5．按位“或”运算按位“或”运算符“|”是双目运算符，其功能是参与运算的左、右两侧的运算数按对应位置的二进制进行按位“或”运算。程序设计基础2210.2位运算符的运算功能【例10.5】求-1|4，0|4，15|23，240|23的值。分析：以8位二进制数的形式表示上面的各数。程序设计基础2310.2位运算符的运算功能分析：-1，其补码为11111111，4的二进制数为00000100，一个数和1相“或”的结果变为1，比如1|1结果为1，0|1结果为1。因此，11111111|00000100的值为11111111，即用-1和一个数a进行按位或运算，结果是一定是把a的所有位都变成1，即结果为-1，故-1&4的结果为-1。0的二进制数为00000000，一个数和0相“或”的结果是保持原值，故0|4的结果为4。15的二进制数为00001111，23的二进制数为00010111，00001111|00010111的结果为00011111，故15|23的结果为31。240的二进制数为11110000，故240|23把23对应二进制数的高4位置1，后4位不变，结果为11110111，故240123的结果为247。程序设计基础2410.2位运算符的运算功能执行语句printf("-1|4=%d,0|4=%d,15|23=%d,240|23=%d",-1|4,0|4,15|23,240|23);，输出的结果为-1|4=-1,0|4=4,15|23=31,240|23=247。程序设计基础2510.2位运算符的运算功能6．按位“异或”按位“异或”运算符“^”是双目运算符，其功能是参与运算的左、右两侧的运算数按对应294C语言程序设计基础位置的二进制进行按位“异或”运算。程序设计基础2610.2位运算符的运算功能【例10.6】求-1^4，0^4，15^23，240^23的值。分析：以8位二进制数的形式表示上面的各数。程序设计基础2710.2位运算符的运算功能分析：以8位二进制数的形式表示上面的各数。-1的补码为11111111，4的二进制数为00000100，11111111^00000100的值为11111011，即用-1和一个数a进行按位或运算，结果是一定是把a的所有是1的位都变成0，其他都变成1，11111011是-5的二进制补码。故-1^4的结果为-5。0的二进制数为00000000，一个数和0相“异或”的结果是保持原值，故0^4的结果为4。15的二进制数为00001111，23的二进制数为00010111，00001111^00010111的结果为00011000，15^23的结果为24。240的二进制数为11110000，故240^23把23对应二进制数的高4位变反，后4位不变，结果为11100111，故240^23的结果为231。程序设计基础2