第11章+位运算.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第11章 位运算,11.1 位运算符,11.2 位段,11.3应用举例,11.1 位运算符,当两个运算对象的位数不同时，系统将自动进行如下处理：,先将两个运算数右端对齐。,再将位数不足的一个运算对象向高位扩充，即：无符号数和正整数左端用0补齐；负数左端用1补齐；然后对位数相等的这两个数按位进行运算。,“按位与”运算（&）,“按位与”运算是将参加运算的两操作对象，按对应的二进制位分别进行“逻辑与”运算。,运算规则为：只有两个相应位都为1时，该位的运算结果才为1；两个相应位的值相异或均为0时，该位的运算结果为0。,11.1 位运算符,【例11.1】求表达式12&10的值。,main(),char x=12,y=10;,printf,(“%d,%dn”,x,y);,x=x,printf,(“%d,%dn”,x,y);,输出结果为：,12，10,8，10,11.1 位运算符,按位与运算用途：,清零：若想将某个存储单元清零，只需将这个存储单元的值与零进行“与”运算。,【例11.2】分析下面程序结果,main(),char,ch,=46;,printf,(%d n,ch,);,ch,=,ch,printf,(%d n,ch,);,输出结果为：46,0,11.1 位运算符,获取指定位：如果要想获取某数据,X,的指定位，则可以用一个数与,X,进行“与”运算，此数在与指定位相同的位上的值为1，其余各位为0。,【例11.3】从键盘输入一个整数，判断此数是否能被2整除。,#,include,main(),int,x;,printf,(Please input a number:);,scanf,(%d,if(x&0 x01)=0)/*,通过与运算，只保留该数的最低位，然后判断其是否为0*/,printf,(n%d can be divided by 2 exactly!,x);/*,最低位为0,该数能被2整除*/,else,printf,(n%d cant be divided by 2 exactly!,x);/*,最低位为1,不能被2整除*/,11.1 位运算符,“按位或”运算（|）,按位或运算是将参加运算的两操作对象，按对应的二进制位分别进行“逻辑或”运算。,运算规则为：只有两个相应位都为0时，该位的运算结果才为0，其它情况下，结果全为1。,【例11.4】求表达式12|10的值。,main(),char x=12,y=10;,printf,(“%d,%dn”,x,y);,x=x|y;,printf,(“%d,%dn”,x,y);,输出结果为：,12，10,14，10,11.1 位运算符,用途：按位“或”经常用来对一个数据的某些位置1。,【例11.5】把整数,x（8,位）的低4位置1，高4位不变。,main(),char x=67;,printf,(“%dn”,x);,x=x|15;,printf,(“%dn”,x);,输出结果为：,67,79,11.1 位运算符,“按位异或”运算（）,按位或运算是将参加运算的两操作对象，按对应的二进制位分别进行“按位异或”运算。,运算规则为“按位异或”的应用：参加运算的两个运算量，如果两个相对应位上的值不同，则该位的结果为1；如果对应位上的值相同，则该位的结果为0。,“按位异或”的应用,使特定位翻转，即使指定的位求反。,【例11.6】设,x=46，,将其高4位保留原样，低4位各位求反。,main(),char x=46;,printf,(“%dn”,x);,x=x15;,printf,(“%dn”,x);,11.1 位运算符,输出结果为：,46,33,对变量置零。每一个数与它自身进行“异或”运算，结果各位均为零。即：,xx=0。,【,例11.7】不用临时变量，交换两个变量的值。,main(),char x=12,y=10;,printf,(“%d,%dn”,x,y);,x=xy;y=yx;x=xy;,printf,(“%d,%dn”,x,y);,输出结果为：,12，10,10，12,11.1 位运算符,“按位取反”运算（）,“,按位取反”运算符“”是唯一的一个单目位运算符，用来将一个二进制数按位取反，即将1变0，将0变1。,【例11.8】给出一个数的原码，求出该数的补码。,main(),unsigned,int,a;/*,声明一个无符号的整数,a*/,unsigned,int getbits,(unsigned);/*,函数声明*/,printf,(,nInput,an octal number:);,scanf,(%o,/*,以八进制形式输入一个无符号的整数*/,printf,(result:%o,getbits,(a);/*,以八进制形式输出*/,11.1 位运算符,unsigned,int getbits,(unsigned value)/*,求一个二进制数的补码*/,unsigned,int,z;,z=value,if(z=10000000),z=value+1;/*,对负数求其补码*/,else,z=value;/*,正数不变*/,return(z);,运行情况如下：,Input an octal number:2345,result:2345,再次运行：,Input an octal number:1252525,result:5253,11.1 位运算符,“左移”运算（）,左移运算符“”是双目运算符，左移运算的一般形式为：,运算对象左移位数,作用：将一个数的各二进制位依次左移若干位（由左移位数给出），左移时，右端（低位）补0，左端（高位）移出的部分舍去。,【例11.9】输入两个1位十进制数字符,a,和,b，,由,a、b,组合生成整数,c（c,用字符类型表示），并显示出来。生成规则是：,a,的低4位作为,c,的高4位，,b,的低4位作为,c,的低4位。,屏蔽掉,a，b,的高4位；,a,左移4位，使,a,的低4位成为高4位；,将,a,和,b,拼在一起，形成,c。,11.1 位运算符,main(),char a,b,c;,while(1)/*,输入,a,b*/,printf,(Please input a and b:n);,scanf,(%c%c,if(a=0),a=a）,右移运算符“”是双目运算符，右移运算的一般形式为：,运算对象右移位数,作用：将一个数的各二进制位依次右移若干位（由右移位数给出），右移时，右端（低位）移出的部分舍去，左端（高位）移入的二进制数分两种情况：对于无符号数和正整数，高位补0；对于负整数，高位补1。,例如：,int,a=5,b=-3,x,y；,x=a2;,y=b2;,11.1 位运算符,位复合赋值运算符,注意,位运算的类型可以是整型（,int,、unsigned,或,long,int,）,或字符型(,char),数据。,当两个运算对象的类型不同时系统会自动进行如下处理：,两个运算对象按位右对齐；,较短的运算对象高位符号扩展；即如果是正数，高位补0，如果是负数，高位补1。,11.2 位段,位段结构类型,位段结构是一种构造类型，类型定义的方法为：,struct,类型名,基类型 位段名1：位段1占用位数；,基类型 位段名2：位段2占用位数；,；,基类型 位段名,n：,位段,n,占用位数；,；,11.2 位段,例如，,struct,status,unsigned a：2；,unsigned b：2；,unsigned c：3；,unsigned d：3；,unsigned e：1；,unsigned f：2；,unsigned g：3；,；,11.2 位段,位段结构类型变量的定义与引用,位段结构类型的变量,位段结构类型的变量的定义方法和其它变量定义方法一样。,例如利用上面定义的类型,status,可以定义变量,flag，,struct,status flag;,位段数据的引用,位段数据的引用方法和结构体成员的引用方式相同。,例如，,flag.a=2；flag.b=1；,如果所赋值超过了位段所允许的最大范围，系统会自动取数的低位。,关于位段的说明,位段的基类型必须,为,unsiged int,类型。,11.2 位段,可以将类型说明和变量说明一起完成。,struct,packed1,unsigned f1：4；,unsigned f2：2；,unsigned f3：2；,data1；,在位段结构中可以定义无名位段。无名位段起位段之间的分隔作用。,struct,packed2,unsigned f1：4；,unsigned f2：2；,unsigned ：2；/*,无名位段，起分隔作用*/,unsigned f3：2；,data2；,11.2 位段,无名位段的长度可以为0，这时，下一个位段从下一个单元存放。,struct,packed3,unsigned f1：4；,unsigned f2：4；,unsigned ：0；/*,无名位段长度为0*/,unsigned f3：2；,data3；,11.2 位段,一个位段必须存储在同一存储单元，不能横跨两个存储单元。如果一个单元空间不够，则系统从下一个单元起存放该位段。,struct,packed4,unsigned f1：8；,unsigned f2：4；,unsigned f3：6；/*,该位段从下一个单元起存放*/,unsigned f4：2；,data4；,11.2 位,段,在位段结构中，不一定必须是位段成员，也可以包含非位段成员。,struct,packed5,unsigned f1：4；,unsigned f2：4；,unsigned f3：4；,int,n；/*,非位段成员*/,data5；,位段可以在数值表达式中引用，并被系统自动转换成整型数。位段可以在表达式中引用，所以位段也可以以整型格式输出。例如：,printf,(“%d，%d”,data2.f1，data1.f2)；,11.3应用举例,【,例11.10】取一个整数,a（,用16位存储）从右端开始的47位。,解：例如，0000,0000,1101,1001(八进制331，十进制217，47位1101的八进制值是15，十进制13)。方法：,先使,a,右移4位，使要取出的几位移到最右端。,a4,设置一个低4位全为1，其余为0 的数（0 4;/*,将,a,右移4位后赋值给变量,b*/,c=(0 4)；/*,使低4位全为1，其余为0 */,d=b,printf,(“%on%on”,a,d);,11.3应用举例,【,例11.11】从键盘上输入一个十进制整数，统计该整数所对应的二进制数中1的个数。,分析：统计一个整数,m,中1的个数有两种方法。,方法1：,循环执行、,测试,m,的第0位是否为1，是则1的个数加1；,m,右移1位；,程序如下：,main(),int,i,count,m;,printf,(Please input m:);,scanf,(%d,count=0;,11.3应用举例,for(i=0;i1;,printf,(Numbers of 1 in m=%d,count);,方法2：,k=1；,循环执行、,测试,m,的第,k,位是否为1，是则1的个数加1；,k,左移1位。,11.3应用举例,程序如下：,main(),int,i,count,m,k;,printf,(Please input m:);,scanf,(%d,count=0;,k=1;,for(i=0;i=16;i+),if(m&k)!=0),count+;,k=k0111101111110101,（注意，不能直接使用运算符，因为，运算符使左面添0或添1。）,方法如下：,将,a,的右端,n,位先放到中间变量,b,的高,n,位中。(左移16-,n,位),b=an;,将,c,与,b,进行按位或运算。,c=a|b,11.3应用举例,程序如下：,main(),unsigned a,b,c;,int,n;,scanf,(a=%o,n=%d,/*a,以八进制形式输入，右移位数以十进制形式输入*/,b=an；,c=c|b;,printf,(%on%o,a,c);/*,以八进制形式输出*/,11.3应用举例,【,例11.13】编写函数,leftloop,，,实现将16位数循环左移,n,位。,循环左移可以用下述方法实现：,将源操作数送入一中间变量；,将中间变量右移16-,n,位，使高端,n,位移至低端；,将源操作数左移,n,位；,用“按位或”运算将中间变量和源操作数合并在一起。,11.3应用举例,leftloop,(unsigned*value,int,n)/*value,是源操作数，,n,是移位位数*/,unsigned a,b;,a=*value(16-n);,b=*valuen;,*value=a|b;,main(),unsigned value,m;,printf,(Please input value and m:);,scanf,(%u,%u,/*value,是源操作数，,m,是移位位数*/,m=m%16;,/*,移位位数超过16时*/,leftloop,(,printf,(value=%un,value);,