《C語言程序設(shè)計及應(yīng)用》課件第11章位運(yùn)算

第11章位運(yùn)算11.1位運(yùn)算基礎(chǔ)11.2位運(yùn)算符11.3位域11.4應(yīng)用實(shí)例11.1位運(yùn)算基礎(chǔ)11.1.1字節(jié)和位11.1.2原碼、反碼、補(bǔ)碼11.1.1字節(jié)和位大多數(shù)計算機(jī)的內(nèi)存儲器是由許多被稱為“字節(jié)”（byte）的單元組成。每一個字節(jié)有一個地址。若干個字節(jié)組成一個存儲單元，稱為“字”（word）。一個字節(jié)一般由8個二進(jìn)位組成，每個二進(jìn)位的值是0或1。11.1.2原碼、反碼、補(bǔ)碼1.原碼只將最高位做符號位（以0代表正，以1代表負(fù)），其余各位代表數(shù)值本身的絕對值。2.反碼一個數(shù)如果為正，則它的反碼與原碼相同；一個數(shù)如果為負(fù)，則符號位為1，其余各位是對原碼取反。3.補(bǔ)碼補(bǔ)碼的規(guī)定如下：

正數(shù)：其原碼、反碼、補(bǔ)碼相同。負(fù)數(shù)：最高位為1，其余各位為原碼的相應(yīng)位取反，然后對整個數(shù)加1。11.2位運(yùn)算符11.2.1按位與運(yùn)算符按位與運(yùn)算符“&”是雙目運(yùn)算符。其功能是參與運(yùn)算的兩數(shù)各對應(yīng)的二進(jìn)位相與。11.2.2按位或運(yùn)算符按位或運(yùn)算符“|”是雙目運(yùn)算符。其功能是參與運(yùn)算的兩數(shù)各對應(yīng)的二進(jìn)位相或。11.2位運(yùn)算符11.2.3按位異或（XOR）運(yùn)算符

按位異或運(yùn)算符“^”是雙目運(yùn)算符。其功能是參與運(yùn)算的兩數(shù)各對應(yīng)的二進(jìn)位相異或，11.2.4取反運(yùn)算符

為單目運(yùn)算符，具有右結(jié)合性。其功能是對參與運(yùn)算的數(shù)的各二進(jìn)位按位取反。11.2位運(yùn)算符11.2.5左移運(yùn)算符<<

左移運(yùn)算符“<<”是雙目運(yùn)算符。其功能把“<<”左邊的運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部左移若干位，由“<<”右邊的數(shù)指定移動的位數(shù)，高位丟棄，低位補(bǔ)0。11.2.6右移運(yùn)算符>>

右移運(yùn)算符“>>”是雙目運(yùn)算符。其功能是把“>>”左邊的運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部右移若干位，“>>”右邊的數(shù)指定移動的位數(shù)。11.3位域所謂“位域”是把一個字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個不同的區(qū)域，并說明每個區(qū)域的位數(shù)。每個域有一個域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。1.位域的定義和位域變量的說明位域定義與結(jié)構(gòu)定義相仿，其形式為：

struct位域結(jié)構(gòu)名{位域列表}其中位域列表的形式為： 類型說明符

位域名：位域長度位域變量的說明與結(jié)構(gòu)變量說明的方式相同。11.3位域?qū)τ谖挥虻亩x尚有以下幾點(diǎn)說明：（1）一個位域必須存儲在同一個字節(jié)中，不能跨兩個字節(jié)。（2）由于位域不允許跨兩個字節(jié)，因此位域的長度不能大于一個字節(jié)的長度。（3）位域可無位域名，這時它只用來作填充或調(diào)整位置。無名的位域是不能使用的。11.3位域2.位域的使用位域的使用和結(jié)構(gòu)成員的使用相同，其一般形式為：

位域變量名.位域名位域允許用各種格式輸出。11.3位域【例11-5】main(){structbs /*定義位域結(jié)構(gòu)bs*/{unsigneda:1;unsignedb:3;unsignedc:4;}bit,*pbit; /*說明bs類型的變量bit和指 向bs類型的指針變量pbit*/bit.a=1; /*分別給三個位域賦值*/11.3位域

bit.b=7;bit.c=15;printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);pbit=&bit; /*位域變量bit的地址送 給指針變量pbit*/pbit->a=0;/*用指針方式給位域a重新賦值*/

pbit->b&=3; /*復(fù)合的位運(yùn)算符&=*/

pbit->c|=1;

/*使用復(fù)合位運(yùn)算符|=*/

printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);}11.3位域【例11-5】程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。11.4應(yīng)用實(shí)例【例11-6】取一個整數(shù)a從開始的4~7位。編程思想：（1）先使a右移4位，使要取的4～7位移到最右端。（2）設(shè)置一個低四位全為1，其余全為0的數(shù)?？梢赃@樣取得～（～0<<4）。（3）將上面兩者進(jìn)行＆運(yùn)算。11.4應(yīng)用實(shí)例源程序：#include<stdio.h>main(){unsigneda,b,c,d;scanf("%o",&a);b=a>>4; /*使a右移4位*/

c=~(~0<<4); /*設(shè)置一個低四位全為1， 其余全為0的數(shù)*/

d=b&c; /*進(jìn)行位與運(yùn)算*/

printf("%o\n%o\n",a,d);}11.4應(yīng)用實(shí)例【例11-6】程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。11.4應(yīng)用實(shí)例【例11-7】循環(huán)移位。要求將a進(jìn)行右循環(huán)移位，即將a中原來左面的（16-n）位右移n位，原來右端n位移到最左邊n位，假設(shè)用兩個字節(jié)存放一個整數(shù)。編程思想：（1）將a的右端n位先放到b中的高n位中，可以用下面的語句實(shí)現(xiàn)：b=a<<(16-n)（2）將a右移n位，其左面高n位補(bǔ)0，可以用下面的語句實(shí)現(xiàn)：c=a>>n11.4應(yīng)用實(shí)例（3）將c與b進(jìn)行按位或運(yùn)算，即：c=c|b，如下圖所示。

11.4應(yīng)用實(shí)例源程序：#include<stdio.h>main(){unsigneda,b,c;intn;scanf("a=%o,n=%d",&a,&n);b=a<<(16-n); /*將a的右端n位先放到 b中的高n位中*/

c=a>>n; /*將a右移n位，其左面 高n位補(bǔ)0*/

c=c|b; /*進(jìn)行按位或運(yùn)算*/

printf("%o\n%o",a,c);}11.4應(yīng)用實(shí)例【例11-7】程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。11.4應(yīng)用實(shí)例【例11-8】使用位運(yùn)算來測試所使用的機(jī)器的機(jī)器字長度。編程思想：因?yàn)檎停╥nt或unsigned）的長度與機(jī)器字長度相同，所以測試所用的機(jī)器的機(jī)器字長即確定一個整型變量的存儲單元的位數(shù)。實(shí)現(xiàn)方法上可以先將一個整型變量置為全1，然后通過移位來統(tǒng)計最初的1的個數(shù)。移位時，無論左移或是右移都必須保證填充位為0；否則，程序?qū)⑺姥h(huán)，永遠(yuǎn)不可能得到正確的結(jié)果。11.4應(yīng)用實(shí)例源程序：#include"stdafx.h"main(){ unsignedk=~0; /*置變量k為全1*/

intbits=0; /*聲明變量bits，用于 記錄變量k的存處位數(shù)*/

while(k!