1、.位運(yùn)算位運(yùn)算.12.1 12.1 位運(yùn)算符與位運(yùn)算位運(yùn)算符與位運(yùn)算 位是指二進(jìn)制數(shù)的一位，其值為0或1。位段以位為單位定義結(jié)構(gòu)體(或共用體)中成員所占存儲空間的長度。含有位段的結(jié)構(gòu)體類型稱為位段結(jié)構(gòu)。.1. 位運(yùn)算符 位運(yùn)算符主要有如表11.1所示。 運(yùn)算符 含義 運(yùn)算符 含義& 按位與 取反 | 按位或 左移 按位異或 右移 說明：(1)運(yùn)算量只能是整型或字符型的數(shù)據(jù)。(2)運(yùn)算符中除位反()外，均為二目運(yùn)算符，即要求兩側(cè)各有一個運(yùn)算量。 .2. 位運(yùn)算(1)&(按位“與”)運(yùn)算規(guī)則為：0&0=0，0&1=0，1&0=0，1&1=l (即只有

2、當(dāng)兩者都為真時才為真)例如，5&9的值為1，運(yùn)算過程如下：(&) 9 = 000010015 = 111l 1011. 例如，-5&3的值為3，此時要把-5寫成補(bǔ)碼的形式，其補(bǔ)碼為111l1011，運(yùn)算過程如下：(&) 3 = 00000011-5 = 111l 1011.(2)|(按位“或”)運(yùn)算規(guī)則為：0|0=0，0|l=l，1|0=l，l|l=l (即只要有一個為真其結(jié)果為真) 例如，5|9的值為13，運(yùn)算過程如下：00001101 ( | ) 9 = 00001001 5 = 00000101 . (3) (按位“異或”)運(yùn)算規(guī)則為：00=0，01=1，

3、10=1，l1=0 (即當(dāng)兩者取值相異時為真)例如，-53的值為-8，運(yùn)算過程如下：() 3 = 00000011 11111000 -5 = 111l 1011 .(4)(按位“取反”)運(yùn)算規(guī)則為：0=l，l=0 (取相反的值)例如，7的值為-8，運(yùn)算過程如下： () 7 = 00000111.(5)(“左移”)用來將一個數(shù)的各二進(jìn)位全部左移若干位，右邊空缺位補(bǔ)0。例如，將3左移2位，結(jié)果為12。如圖12.1:0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 1 0 0左移2位圖12.1 3左移兩位得到12左移1位相當(dāng)于該數(shù)乘以2，左移n位相當(dāng)于該數(shù)乘以2 n。 因此，將3左移2位，相當(dāng)于3

4、乘以4。 .(6)(“右移”)用來將一個數(shù)的各二進(jìn)位全部右移若干位。移去右端的位被舍棄，若為無符號數(shù)，左端補(bǔ)0。例如，將15右移2位，結(jié)果為3。如圖11.20 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 1 1右移2位圖11.2 15右移3位得到1 右移1位相當(dāng)于該數(shù)除以2，右移n位相當(dāng)于該數(shù)除以2 n ，因此，將15右移3位，相當(dāng)于15/2 2 = 3(C語言規(guī)定整數(shù)相除商為整數(shù))。. 右移時應(yīng)注意符號問題。對于無符號數(shù)，右移時左端補(bǔ)0。對于有符號數(shù)，若符號位為0（該數(shù)為正），則右移時左端補(bǔ)0，同無符號數(shù)的處理。若符號位為1（該數(shù)為負(fù)），則右移時左端是補(bǔ)0還是補(bǔ)1，取決于所用的計(jì)算機(jī)系

5、統(tǒng)。有的系統(tǒng)左端補(bǔ)0，稱邏輯右移；左端補(bǔ)1，稱算術(shù)右移。顯然，兩種方式所得的結(jié)果是不一樣的。Turbo C采用的是算術(shù)右移。例如：a： 1111111111101111（補(bǔ)碼，其十進(jìn)制數(shù)是-17）a3 11101（邏輯右移，高位補(bǔ)0）a3 1111111111111101（算術(shù)右移，其十進(jìn)制數(shù)是-3）.12.2 12.2 程序舉例程序舉例 例例12. 1 取一個無符號數(shù)的4 7位。設(shè)無符號數(shù)用2個1)字節(jié)存儲。 解題思路：(右移4位，使要取出的位移到最右端。如圖11. 3所示 157403015(2)根據(jù)提取指定位的方法，和01111（十六進(jìn)制數(shù)0 x000F）進(jìn)行位與運(yùn)算，程序如下： 圖11

6、. 3 兩個字節(jié)的無符號數(shù)右移4位 .# include main( ) unsigned a , b ;scanf (”%u” , & a ) ;b=a 4 ;b=b & 0 x000F; printf (” na=%u b=%u ”, a , b ) ;運(yùn)行情況如下：115a=115,b=701110011 115 00000111&00001111 00000111.例例12. 2 循環(huán)移位。要求將一個無符號數(shù)進(jìn)行左循環(huán)移位。如圖12. 4所示。將a左移1位，并將移出位補(bǔ)到右端，輸入e 結(jié)束。 圖12. 4 無符號數(shù)左循環(huán)移位 .說明：此題很有實(shí)用意義。公共場合（

7、如車站）發(fā)布信息的顯示屏上滾動顯示的信息，就是通過對顯示緩沖區(qū)做類似處理來實(shí)現(xiàn)的。解題步驟：（1）提取最高位。（2）根據(jù)最高位為0還是1，設(shè)置標(biāo)志變量為0或非0。（3）根據(jù)標(biāo)志變量的值，給最低位置0（左移時右端補(bǔ)0，此步可省略）或置1。（4）重復(fù)以上步驟，直到有鍵按下。程序如下： .# include main( ) unsigned a ; int flag ; scanf (”%u” , & a ) ;while (getchar( ) != e ) flag=a & 0 x8000 ; a=a1 ; if ( flag )a=a | 0 x0001 ;printf (”

8、na=%u ” , a ) ;輸入135 100001111000 0000 0000 0000 80000000 0000 0000 0001 0001.運(yùn)行情況如下：135 ea=270.12.3 12.3 位段結(jié)構(gòu)位段結(jié)構(gòu) 位段結(jié)構(gòu)也是一種結(jié)構(gòu)體類型，只不過其中含有以位為單位定義存儲長度的整數(shù)類型位段成員。在某些應(yīng)用中，特別是對硬件端口的操作，需要標(biāo)志某些端口的狀態(tài)或特征。而這些狀態(tài)或特征只需要一個機(jī)器字中的一位或連續(xù)若干位來表示。采用位段結(jié)構(gòu)既節(jié)省存儲空間，又可方便操作。.位段結(jié)構(gòu)中位段的定義格式為：unsigned ：例如：struct bytedata unsigneda:2;/*

9、位段a，占2位*/unsigned:6;/*無名位段，占6位，但不能訪問*/unsigned:0;/*無名位段，占0位，表示下一位段從下一字邊界開始unsignedb:10;/*位段b，占10位*/int i;/*成員i，從下一字邊界開始*/data;. 對16位的Turbo C2.0而言，data變量的內(nèi)存分配示意圖見圖12.5。 位段a 無位段名 未用 位段b 未用 成員i 2位 6位 8位 10位 6位 16位 低地址 高地址 圖12.5 data變量的內(nèi)存分配示意圖. 應(yīng)該注意的是，16位的Turbo C 2.0的字邊界在2倍字節(jié)處，其他的C語言的字邊界可能在若干倍字節(jié)處(如Visua

10、lC+6.0在4倍字節(jié)處)。位段數(shù)據(jù)的引用，同結(jié)構(gòu)體成員中的數(shù)據(jù)引用一樣，但應(yīng)注意位段的最大取值范圍不要超出二進(jìn)制位數(shù)確定的范圍，否則超出部分會丟棄。.關(guān)于位段數(shù)據(jù)，注意以下幾點(diǎn)：(1)一個位段必須存儲在同一存儲單元(即字)之中，不能跨兩個單元。如果其單元空間不夠，則剩余空間不用，從下一個單元起存放該位段。(2)可以通過定義長度為0的位段的方式使下一位段從下一存儲單元開始。(3)可以定義無名位段。(4)位段的長度不能大于存儲單元的長度。(5)位段無地址，不能對位段進(jìn)行取地址運(yùn)算。(6)位段可以以d，o，x格式輸出。 (7)位段若出現(xiàn)在表達(dá)式中，將被系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換成整數(shù)。 .例12.3 試編一個程

11、序，將一個16進(jìn)制整數(shù)(占2字節(jié))的各位循環(huán)左移4個二進(jìn)制位，如2fel循環(huán)左移4個二進(jìn)制位后為fe12?？上热〕?6進(jìn)制整數(shù)的最高4個二進(jìn)制位，然后將該整數(shù)左移4個二進(jìn)制位，最后將先前取出的最高4個二進(jìn)制位放入低4個二進(jìn)制位位置。具體步驟為：(1)取出16進(jìn)制整數(shù)x的最高4個二進(jìn)制位至y：y=x(16-4)&0 xf。(2)將該整數(shù)x(占2字節(jié))左移4個二進(jìn)制位：x=(x4)&0 xffff。 (3)將先前取出的最高4個二進(jìn)制位放入低4個二進(jìn)制位：x=x|y。 .程序如下：#include main( ) int x,y;printf(”n請輸入16進(jìn)制整數(shù):”);scanf(”%x”,&