第09章 位运算.ppt

1、第九章 位运算,9.1 位运算的概念 9.2 位运算 9.3 位段简介,C语言具有汇编语言所能完成的一些功能，这是C语言的重要特色。 在计算机用于检测控制领域中要用到位运算，因此要学习和掌握本章内容。 9. 1 位运算的概念 位运算 进行二进制位的运算 。C 语言提供的位运算符如下表。,第十二章 位运算,说明： 位运算符中除了 以外，均为二目（元）运算符，即要求两侧各有一个运算量。 运算量只能是整型或字符型数据，不能为实型数据 。,9.2 位运算, 用途 : 清零：用 0 去“与”某一位，使该位清零。 如想将一个单元清零，即使其全部二进制位为0，只要找一个二进制数，其中各个位符合以下条件：原来

2、数中为1 的位，新数中相应位为0，然后使二者进行 b=b a ; a=a b ; 假设a=011,b=100. 请验证上述式子。,b=b (a b) =b a b =a b b=a a=(a b) a =a b a=b a a=b,对一个二进制数按位取反 ( 0 1 ， 1 0 )。 例如 ： 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 又如 ： 若一个整数 a 为16 位，要使 a 最低一位为 0，可以用 a= a 若 a = 0 0 0 1 1 0 1 1 (左移二位) 若 a=15 ， a 二进制数为 0 0 0 0 1 1 1 1 a 左移2 位为 0 0 1 1

3、1 1 0 0 其值为 60。 左移2 位 相当于 乘以 22 =4，但此结论只适用于左移时被溢出舍弃的高位中不包含1 的情况。（见下表）,左移比乘法运算速度快得多，有些C 编译程序自动将乘 2 的运算用左移一位来实现，将乘 2n 的幂运算处理为左移 n 位。,9.2.5 (左移运算符),9.2.7 位运算赋值运算 位运算符与赋值运算符可以组合成复合赋值运算符位运算赋值运算符。如 ： (右移二位 )，若 a=016 a 二进制数为 0 0 0 0 1 1 1 0，a 右移二位为 0 0 0 0 0 0 1 1 a:1001011111101101 a1:0100101111110110（逻辑右

4、移） a1:1100101111110110（算术右移） 右移一位，相当于除以2， 右移n 位，相当于除以 2n ，运算速度快得多。,对内存中信息的存取一般以字节为单位。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。可以在一个字节中存放几个信息，实现的方法有： 1. 人为地在一个字节中设几项，使得这几项分别占据该字节中的某几位。 例如，在data 中，设a、b、c、d 分别占 2 位、6 位、4 位、4 位，对其中的某一项 c 赋值 12 时，需要以下操作： 将字节中c 项的对应位清零：data=data unsigned b : 6

5、; unsigned c : 4 ; unsigned d : 4 ; int i ; data ;,注意：各个位段分配方向（从左到右或从右到左），因机器而异。,也可以使各个位段不恰好占满一个字节，例如： struct packed unsigned a : 2 ; unsigned b : 3 ; unsigned c : 4 ; int i; ; struct packed data ;,位段中成员引用的方法 ： data . a=2 ; data . b=7 ; data . c=9 ; 注意各个位段的数值范围。,关于定义和引用字段的几点说明 ： 位段成员的类型必须指定为 unsigne

6、d int 类型 ； 若一个字段要从另一个字开始存放，可以用以下形式定义 ： struct packed unsigned a : 1 ; unsigned b : 2 ; unsigned : 0 ; unsigned c : 3 ; （分配在另一个存储单元） ; 本来a、b、c 应连续存放在一个存储单元（字）中，用了长度为 0 的位段，其作用是使下一个位段从下一个存储单元开始存放，所以 c 放在另一个存储单元中。,表示后面位不用,占一个存储单元, 一个位段必须存储在同一个存储单元中，不能 跨两个单元 。 如果第一个单元空间不能容纳下 一个位段，则该空间不用，而从下一个单元起存放该位段。,

7、可以定义无名字段 ，如： struct unsigned a : 1 ; unsigned : 2 ; （这二位不用，即空二位） unsigned b : 3 ; unsigned c : 4 ; ; 位段的长度不能大于存储单元的长度，也不能定义位段数组。 位段可以用整型形式输出，如 ： printf( %d , %d , %d , data.a , data.b , data.c) ; 也可以用 % o、 % u、 % x 格式输出。 位段可以在数值表达式中引用，它会被系统自动转换成整型数据。 如运算data.a + data.b ;是合法的。,例12.1 取一个整数 a 从低端开始的 4

8、7 位（即第4 位至第7位的4 位）。 分析讨论： (1) 使 a 右移4 位（目的是使 a 的第4 位右移到第0位） b= a 4 (2) 设置一个右端4 位全为1 其余全为 0 的数， 方法是： (04) （见下面所示） 0：1111.111111 04：1111.110000 （左移4位) c= ( 04)：0000.001111 （按位取反) (3) 将上述两个数进行 与低 4 位为 1 的数进行 scanf(% o, ,12.2 位运算举例,例12.2 整数 a 循环右移 n 位 (1) 将 a 右端 n 位先放到 b中的左端 n 位 b=an (3) 将 c与 b按位或 c | b,main( ) un