第11章位运算案例.ppt

第11章 位运算 11.1 位运算符 11.2 位运算符的运算功能 11.3 位段 习题11 11.1 位运算符 计算机中的位运算是针对二进制代码进行的。每一个二进制位的取值只有0或1。位运算符的操作对象是一个二进制位的集合，如一个字节(8 bit)。 位运算符共有6种，即 ~、、、、| 和 ^，分别表示按位取反、左移位、右移位、按位与、按位或和按位异或，见表11-1所示。 移位运算符是将一个数的二进制位向左或向右移若干位。每向左移一位，就相当于对操作对象乘以2；每向右移一位，就相当于对操作对象除以2。向左移位时，右边补0，高位溢出舍弃不用；向右移位时，对无符号数左边补0。在C语言中，对有符号数，若该数为正，则左边补0；若该数为负，则左边补1。 11.1.1 按位取反 求反运算符“~”为单目运算符，具有右结合性。其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如，~9的运算为 ~(0000 0000 0000 1001)=1111 1111 1111 0110 即将其操作对象中的所有二进制位全部改变状态，即“逢0变1，逢1变0”。 又如，八进制数0217(即二进制数1000 1111)，其按位取反后为八进制数0160(即二进制数0111 0000)，即 ~ 1000 1111 0111 0000 11.1.2 移位 移位运算符有左移运算符和右移运算符两种。 1. 左移运算符 左移运算符“”是双目运算符。其功能是将一个数的各二进制位全部左移若干位(左丢弃，右补0)，由“”右边的数指定移动的位数。 左移运算符的一般书写格式为 表达式1 表达式2 其中，“表达式1”是被左移的对象，“表达式2”给出左移的位数。例如： a=1; a=a2; 将a的二进制数左移2位，右补0。此时a的值为4。 若左移时舍弃的高位不包含1，则数每左移一位，相当该数乘以2。 2. 右移运算符 右移运算符是将其操作对象向右移动指定的位数，每右移1位相当于除以2，移n位相当于除以2的n次方。在进行右移时，右边移出的二进制位被舍弃。 右移运算符的一般书写格式为 表达式1 表达式2 其中，“表达式1”是被右移的对象，“表达式2”给出右移的位数。例如： a=15; a=a2; 示把0000 1111右移为0000 0011(十进制3）。 应该说明的是，对于有符号数，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时，最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1取决于编译系统的规定。Turbo C和很多系统规定为补1。 11.1.3 按位与 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位相与。参与运算的数以补码的方式出现。 按位与的一般书写格式为 表达式1 表达式2 其中，“表达式1”和“表达式2”均为整型表达式。 按位与的运算原则为：当两个操作对象的相应二进制位都为1时，则该位的结果为1，否则为0，即“两1为1，其余为0”。 但要注意，按位与运算时，两个表达式之间用“”符号，而逻辑与时，两个表达式之间用“”符号，所以，一定要注意不要弄错。 例如，115可写成算式如下： 0000 1011 0000 0101 0000 0001 所以，115的值为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的高八位清0，低八位保留，可作a255运算(255的二进制数为0000 0000 1111 1111）。 【例11-1】右移运算符和按位与运算符举例。 #include stdio.h main( ) { unsigned a,b; printf(input a number: ); scanf(%d,a); b=a5; /* a右移5位，将右移后的值赋给b */ b=b15; /* 将b和15按位与的值赋给b */ printf(a=%d\tb=%d\n,a,b); } 运行结果： input a number: 255 a=255 b=7 【例11-2】利用按位与来获取指定位的值。 假设x是一般的unsigned类型的整型数(2个字节），现在需要获取其低字节的值，这时，只需将x与0377相与即可。例如： y = x 0377 式中，x的二进制表示为0101 0001 0111 001