C++第12章 位运算课件.ppt

第12章 位运算;数值在计算机中的表示; 数值的原码表示是指，将最高位用作符号位（0表示正数，1表示负数），其余各位代表数值本身的绝对值（以二进制形式表示）的表示形式。 为简化描述起见，本节约定用1个字节表示1个整数。;数值的反码表示分两种情况： （1）正数的反码：与原码相同。 例如，+9的反码 （2）负数的反码： 符号位为1，其余各位为该数绝对值的原码按位取反（1变0、0变1）。 例如，-9的反码：因为是负数，则符号位为“1”；其余7位为-9的绝对值+9的原码0001001按位取反为1110110，所以-9的反码;数值的补码表示也分两种情况： （1）正数的补码：与原码相同。 例如，+9的补码 （2）负数的补码： 符号位为1，其余位为该数绝对值的原码按位取反；然后整个数加1。 例如，-9的补码：因为是负数，则符号位为“1”；其余7位为-9的绝对值+9的原码0001001按位取反为1110110；再加1，所以-9的补码; 在计算机系统中，数值一律用补码表示（存储）； 原因在于：使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。 另外，两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。;位运算及其运算符; 格式：x|y 规则：对应位均为0时才为0，否则为1：3|9=11。 例如，3|9=11： 0011 | 1001 ──── 1011 主要用途：将1个数的某(些)位置1，其余各位不变。; 格式：x^y 规则：对应位相同时为0，不同时为1：3^9=10。 主要用途：使1个数的某些位翻转(即原来为1的位变为0，为0的变为1)，其余各位不变。; 格式：x 位数 规则：使操作数的各位左移，低位补0，高位溢出：52=20。; x、y和“位数”等操作数，都只能是整型或字符型数据。除按位取反为单目运算符外，其余均为双目运算符。 参与运算时，操作数x和y，都必须首先转换成二进制形式，然后再执行相应的按位运算。 例如，52=20：0101 →010100； 20 2=5：10100 → 00101。; 实现、|、^运算主要用途的方法： 1）构造1个整数：该数在要取（或保留）的位、或要置1的位、或要翻转的位上为1，其余均为0。 2）进行按位与、或按位或、或按位异或操作。 实现按位取反主要用途的方法： 1）求~0，间接地构造一个全1的数； 2）按需要进行左移或右移操作，构造出所需要的数。 例如，直接构造一个全1的数，在IBM-PC机中为0xffff（2字节），而在VAX-11/780上，却是0xffffffff（4字节）。如果用~0来构造，系统可以自动适应。;[例12.1] 从键盘上输入1个正整数给int变量num，输出由8～11位构成的数（从低位、0号开始编号）。 基本思路： （1）使变量num右移8位，将8～11位移到低4位上。 （2）构造1个低4位为1、其余各位为0的整数。 （3）与num进行按位与运算。;main() { int num, mask; printf(Input a integer number: ); scanf(%d,num); /*右移8位，将8～11位移到低4位上*/ num = 8; /*间接构造1个低4位为1、其余各位为0的整数*/ mask = ~ ( ~0 4); printf(result=0x%x\n, num mask); } ; 程序运行情况： Input a integer number:1000 ←┘ result=0x3 程序说明：~ ( ~0 4) 按位取0的反，为全1；左移4位后，其低4位为0，其余各位为1；再按位取反，则其低4位为1，其余各位为0。这个整数正是我们所需要的。;[例12.2] 从键盘上输入1个正整数给int变量num，按二进制位输出该数。;程序运行情况： Input a integer number:1000 ←┘ 1000=0000,0011,1110,1000B ; 复合赋值运算符 除按位取反运算外，其余5个位运算符均可与赋值运算符一起，构成复合赋值运算符： =、|+、^=、=、= 不同长度数据间的位运算──低字节对齐，短数的高字节按最高位补位： （1）对无符号数和有符号中的正数，补0； （2）有符号数中的负数，补1。;位段