第11章位運算ppt課件

1、第第11章章 位運算位運算n11.1位運算的根本概念位運算的根本概念n由于言語是為研發(fā)系統(tǒng)軟件而設(shè)計的，為此它提供了類由于言語是為研發(fā)系統(tǒng)軟件而設(shè)計的，為此它提供了類似于匯編言語的一些功能，可實現(xiàn)將標志形狀從標志字節(jié)似于匯編言語的一些功能，可實現(xiàn)將標志形狀從標志字節(jié)中分別出來的位運算功能。正是由于中分別出來的位運算功能。正是由于C言語的這種作為高言語的這種作為高級言語，又具有低級言語的的功能，使得它的運用非常廣級言語，又具有低級言語的的功能，使得它的運用非常廣泛。泛。n所謂位運算是指，按二進制位進展的運算。為了節(jié)省內(nèi)存所謂位運算是指，按二進制位進展的運算。為了節(jié)省內(nèi)存空間，在系統(tǒng)軟件中常將多個

2、標志形狀簡單地組合在一同，空間，在系統(tǒng)軟件中常將多個標志形狀簡單地組合在一同，存儲到一個字節(jié)存儲到一個字節(jié)或字或字中。這也正是在系統(tǒng)軟件中經(jīng)常中。這也正是在系統(tǒng)軟件中經(jīng)常需求處置二進制問題的緣由。需求處置二進制問題的緣由。n11.1.1 運算符及其位運算運算符及其位運算n1運算符運算符nC言語提供的位運算符見表言語提供的位運算符見表11-1闡明：闡明：1表中只需按位取反表中只需按位取反為單目位運算符，其他均為單目位運算符，其他均為雙目運算符。為雙目運算符。2參與運算的操作數(shù)要求是整數(shù)或字符型數(shù)據(jù)，并且參與運算的操作數(shù)要求是整數(shù)或字符型數(shù)據(jù)，并且需轉(zhuǎn)換成二進制參與運算。需轉(zhuǎn)換成二進制參與運算。2

3、位運算位運算n1按位與&n格式：x&yn規(guī)那么：參與運算的兩個操作數(shù)，按位進展與運算，假設(shè)對應(yīng)的二進制位均為1時，該位運算的結(jié)果為1，否那么該位為0。n主要用途：取或保管1個數(shù)的某些位，其他各位置0。n例如：取出11000101數(shù)的后4位，其他各位置0。n方法：n構(gòu)造一個數(shù)為00001111它的后4位是1與11000101進展按位與&運算。n 11000101n & 00001111n n 00000101n2按位或|n格式：x|yn規(guī)那么：對應(yīng)位均為0時才為0，否那么為1n主要用途：將1個數(shù)的某(些)位置1，其他各位不變。n例如：將00000101的最后2為置

4、1，其他各位不變。n方法：n構(gòu)造一個二進制數(shù)0000011它的后2位是1與00000101進展按位或|。n 00000101n | 00000011n n 00000111n3位異或n格式：xyn規(guī)那么：對應(yīng)位一樣時為0，相異時為1。n主要用途：使1個數(shù)的某(些)位翻轉(zhuǎn)(即原來為1的位變?yōu)?，為0的變?yōu)?)，其他各位不變。n例如：將00000101數(shù)的后4位翻轉(zhuǎn)，其他各位不變。n方法：n構(gòu)造一個數(shù)00001111它的后4位是1和00001111進展位異或運算。n n 00000101n 00001111n n00001010n4按位取反n格式：xn規(guī)那么：各位翻轉(zhuǎn)，即原來為1的位變成0，原來為

5、0的位變成1。n主要用途：間接地構(gòu)造一個數(shù)，以加強程序的可移植性。n例如，0000101=11111010n 00000101nn 11111010n5按位左移n格式：x 位數(shù)n規(guī)那么：使操作數(shù)的各位左移，低位補0，高位溢出n例如，52=20nn格式：x位數(shù)n規(guī)那么：使操作數(shù)的各位右移，移出的低位舍棄；高位：n82=2n 00001000nn 00000010n對無符號數(shù)和有符號中的正數(shù)，補0；n有符號數(shù)中的負數(shù)，取決于所運用的系統(tǒng)：補0的稱為“邏輯右移，補1的稱為“算術(shù)右移。n闡明：n1操作數(shù)和運算所需求的參數(shù)，如“位數(shù)等，都必需是整型或字符型數(shù)據(jù)。除按位取反為單目運算符外，其他均為雙目運算

6、符。n2參與運算時的操作數(shù)都必需首先轉(zhuǎn)換成二進制方式，然后再執(zhí)行相應(yīng)的按位運算。n例如，5 2=5：00010100 00000101。n11.2.2 位運算舉例n例題11.1 輸入一個正整數(shù)賦給int型變量i，然后從該變量的右端最低位開場的第3位起延續(xù)取4位輸出。即輸出第36位構(gòu)成的數(shù)，從最低位為0號編號n解題思緒：n1先將變量i右移3位，將36位移到低4位上。即：i3。n2產(chǎn)生1個低4位為1、其他各位為0的整數(shù)r?？捎靡韵率阶訉崿F(xiàn)：nr=04n上式的運算步驟如下：n 0：00000000,00000000n0：11111111,11111111n04：11111111,11110000n0

7、3的結(jié)果進展按位與運算。n/*例題原代碼文件名：LX11_1.C*/nmain()n int i, r;n printf(“Please input a int number: );n scanf(“%d,&i);n i=3; /*右移3位，將36位移至低4位*/n r = (04); /*產(chǎn)生1個低4位為1、其他各位為0的整數(shù)*/nprintf(“new=%dn, i&r);n 程序運轉(zhuǎn)情況：Please input a integer number:215new = 10n闡明：n本程序輸215轉(zhuǎn)換成二進制為00000000,11010111給i變量。n然后右移3位后變?yōu)?

8、0000000,00011010給j變量，nj和產(chǎn)生的r=00000000,00001111進展按位與運算得00000000,00001010(即是十進制的10)n闡明：n1位運算也支持復(fù)合賦值運算符n除按位取反運算外，其他5個位運算符均可與賦值運算符一同，構(gòu)成復(fù)合賦值運算符： n&=、|+、=、=n2不同長度數(shù)據(jù)間的位運算低字節(jié)對齊，短數(shù)的高字節(jié)按最高位補位：n1對無符號數(shù)和有符號中的正數(shù)，補0；n2有符號數(shù)中的負數(shù)，補1。11.3 位段簡介位段簡介n以前引見過對內(nèi)存中信息的存取普通以字節(jié)為單位，但是有時在存儲一個信息時不用用1個字節(jié)或多個字節(jié)，例如：“真或“假用1或0表示，只需1位

9、二進制即可。在計算機用于過程控制、參數(shù)檢測或數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域時，控制信息普通只占一個字節(jié)中的一個或幾個二進制位，因此經(jīng)常在一個字節(jié)中放幾個信息。這樣做可節(jié)省存儲空間。n1. 位段的概念與定義n用多個不同數(shù)據(jù)類型的成員可以構(gòu)建一個構(gòu)造類型，而當(dāng)構(gòu)造類型中的每個成員均以二進制位為單位定義長度時，這些成員就被稱為位段。n例如：n struct packetn unsigned a: 1;n unsigned b:2;n unsigned c:2;n unsigned d:3;n data;n其中a、b、c和d均為位段，分別占1位、2位、2位和3位。n2闡明n1由于位段類型是一種構(gòu)造類型，所以位段類型和位

10、段變量的定義，以及對位段即位段類型中的成員的援用，均與構(gòu)造類型和構(gòu)造變量一樣。n2對位段賦值時，要留意取置范圍。普通地說，長度為n的位段，其取值范圍是：02n-1。n例如：n前面定義位段時，其中unsigned b:2；表示data.b只占兩位,兩位二進制能表示的數(shù)范圍是03，所以它的取值范圍是：03。寫data.b1是正確的，假設(shè)寫成data.b6就是錯誤的。由于6的二進制數(shù)方式為110，data只需兩位，系統(tǒng)自動取110的低兩位10賦給data.b，即data.b=10。n3運用長度為0的無名位段，可使其后續(xù)位段從下1個字節(jié)開場存儲。n例如：nstruct packetn unsigned

11、 a: 1;n unsigned b: 2;n unsigned: 0; /*長度為0的無名位段*/n unsigned c: 2;n unsigned d: 3;n data;n原來延續(xù)存儲在一個字節(jié)中的a、b、c、d四個位段，由于參與了一個長度為0的無名位段，其后的兩個位段c和d就從下一個字節(jié)開場存儲，故此位段構(gòu)造共占兩個字節(jié)。n41個位段必需存儲在1個存儲單元通常為1字節(jié)中，不能跨2個存儲單元。假設(shè)本單元不夠包容某位段，那么從下1個單元開場存儲該位段?？捎靡陨祥L度為0的無名位段方法來處置。n例如：nstruct packetn unsigned a: 3;n unsigned b: 4;n unsigned: 0; /*長度為0的無名位段*/n unsigned c: 3;n unsigned d: 3;n data;na和b占用7位，c需求3位，而第一個字節(jié)只剩下1位了，由于一個位段不能跨2個存儲單元，所以用unsigned: 0; 長度為0的無名位段，使其后的兩個位段c和d就從下一