C語言 第11章.ppt

第11章 位运算 11.1 数值在计算机中的表示 11.2 位运算 11.3 位段简介 11.1 数值在计算机中的表示 计算机中采用二进制存储各种信息，这是由计算机电路所使用的元器件性质决定的。计算机中的二值电路只能表示两个数值：0和1(数码“0”表示低电位，数码“1”表示高电位)。二进制的使用使得计算机设备数值运算简单、电路实现方便、成本低廉等优点得到了充分体现。 11.1.1 二进制数的简单运算 1．算术运算 加法： 0+0=0，0+1=1+0=1，1+1=0(有进位) 减法： 0-0=1-1=0，1-0=1，0-1=1(向高位借位) 乘法： 0×0=1×0=0×1=0，1×1=1 除法： 0/1=0，1/1=1 2．逻辑运算 或(||)：0||0=0，0||1= 1||0=1||1=1 与()：00=01=10=0，11=1 非(!)：!0=1，!1=0 异或(^)：0^0=1^1=0，0^1=1^0=1 11.1.2 数值在计算机中的表示 1．原码 原码的最高位为符号位：用0表示正数，用1表示负数；数值部分用二进制的绝对值表示。例如： [+105] [-105] [+0] [-0] 一个字节长度的二进制数原码表示的数值范围为：-127～+127。 2．反码 正数的反码与其原码相同，负数的反码等于其绝对值各位求反。例如： [+105]反 [-105]反 [+0]反 [-0]反 一个字节长度的二进制数反码表示的数值范围为：-127～+127。 3．补码 正数的补码与其原码相同，负数的补码是把其原码除符号位外的各位先求其反码，然后在最低位加1。 常用的一个公式是： X-Y＝X＋(Y的补码)＝X＋(Y的反码＋1) 上式描述的意义在于：利用补码表示数值，使得计算机在进行数值运算时，可将加减算法统一转换为加法运算。例如： [+105]补 [-105]补 [0]补 [-1]补 一个字节长度的二进制数补码表示的数值范围为：-128～+127。 11.2 位 运 算 11.2.1 位运算符 C语言提供了6种位运算符，见表11-1。 11.2.2 位运算符功能实现 1．“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两数各对应的二进制位相“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。参与运算的数以补码方式出现。例如，95可写算式如下： (9的二进制补码) (5的二进制补码) (1的二进制补码) 可见，95=1。 按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如，把a 的高8位清0，保留低8位，可作a255 运算(255 的二进制数为0000000011111111)。 【例11.1】 /*程序功能：“按位与”运算示例*/ main( ) { int a=9,b=5,c; c=ab; printf(a=%d\nb=%d\nc=%d\n,a,b,c); } 程序运行结果： a=9 b=5 c=1 2．“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两数各对应的二进制位相“或”。只要对应的两个二进制位有一个为1时，结果位就为1。参与运算的两个数均以补码方式出现。例如，9|5可写算式如下： | (十进制为13) 可见，9|5=13。