1、c語言設(shè)計(jì)（第二版） -教學(xué)課件,制作人： 黃 熒 制作人單位：河師大數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院,第十二章 位運(yùn)算(按位運(yùn)算),幾種關(guān)于二進(jìn)制的按位運(yùn)算： 1 按位與、按位或 2 異或、取反 3 左移、右移 4 位段,00000011 存放黑白兩色也只需要1個(gè)數(shù)位. 即使存放8種顏色也僅只需要3個(gè)數(shù)位. 3 利用按位運(yùn)算可以非常方便的從一個(gè)字節(jié)中讀取和寫入一個(gè)或幾個(gè)數(shù)位上的數(shù)據(jù).,12.1 位運(yùn)算符和位運(yùn)算 (位:指的是二進(jìn)制的位!),C語言提供的六種位運(yùn)算：,說明： 1）除了取反運(yùn)算以外，都是二元運(yùn)算。 2）運(yùn)算量只能是整型或字符型數(shù)據(jù)，不能是實(shí)型數(shù)據(jù)。,12.1.1 按位與運(yùn)算符（ b=ba; a

2、=ab b=b(ab)=abb =a0=a 類似地：a=(ab)(b(ab)=aabbb=00b=b,用”按位與”在某些位上做清零, 用”按位或”在某些位上做置1, 用”異或”在某些位上做翻轉(zhuǎn)!,12.1.4 “取反”運(yùn)算符（）,（一元運(yùn)算） 運(yùn)算規(guī)則：0=1，1=0 如： 求025，其中025為整型數(shù)占2個(gè)字節(jié)。 025= (0000 0000 0001 0101)2 = (1111 1111 1110 1010)2 =0177752 特別注意：取反的值是與其所占字節(jié)數(shù)相關(guān)的！,取反運(yùn)算的一個(gè)特殊應(yīng)用 ： 將一個(gè)數(shù)的最低位置零。 當(dāng)整數(shù)為16位： a 15=(00001111)2 151=(

3、00011110)2=036=30 類似的： a=15, a=a2; 152=(00111100)2=074=60 但是：a=128, a=a1; 128=(10000000)2 1281=(00000000)2=0 （出現(xiàn)溢出?。?很容易看出，當(dāng)無溢出時(shí)： a1a*2 a）,an 作用：將a的各二進(jìn)制數(shù)位依次右移n位，左邊補(bǔ)0或補(bǔ)1。 無符號(hào)數(shù)：左補(bǔ)0 有符號(hào)數(shù)： a=0: 左補(bǔ)0 a2=(0000 1111)2 2 =(0000 0011)2=03 2) a=-7 a2=(11111001)2 2 =(11111110)2(補(bǔ)) =-2 另外： 與左移類似 a1a/2 (整除) ana/2

4、n (整除) 但注意到負(fù)數(shù)的舍入方向與正數(shù)不同， -7/2=-4向遠(yuǎn)離0的方向舍入。,12.1.7位運(yùn)算賦值運(yùn)算符, int b=2; a=a; b=b; 所得到的結(jié)果是不同的。,12. 2 位運(yùn)算舉例,例12.1 取一個(gè)整數(shù)a從右端開始的47位。 （注意到，內(nèi)存中的最低位是0位。）,方法1：（最簡(jiǎn)單的方法） 右移4位,將所取位移至最低位:b=a4; 取出最低4位： c=b,方法2： 將方法1的017用反運(yùn)算表示。 構(gòu)造017的要點(diǎn)是： 用反運(yùn)算構(gòu)造一個(gè)高位為0，低4位為1的數(shù)。 a) 從0開始，0=00000（可16位,也可32位） b) 取反：0=11111 （可16位，也可32位） c)

5、 左移4位使低4位為0(可一般化為n)：04; c=(04; c=(0(m-n+1); （將第m位開始的n位移至最低位） 2） c=(0n 將b與c作按位或即得所求： c=c|b,12.3 位段 (位域),位段是為了使一個(gè)字節(jié)中的數(shù)位的讀取更為方便直觀而設(shè)置的. 位段是結(jié)構(gòu)體中特殊的成員，它們是以數(shù)位來定義長(zhǎng)度的，而不是以字節(jié)。,如, struct packed_data unsigned a:2; /*成員a為一個(gè)占2個(gè)二進(jìn)制數(shù)位的位段。*/ unsigned b:6; /*b,c,d也為位段*/ unsigned c:4; unsigned d:4; int i; data;,（共4個(gè)字節(jié)

6、）,位段的引用,對(duì)段位可以象一般整型變量要樣給它賦值，但需要注意的是：不要超出它的取值范圍。 如： struct packed_data unsigned a:2; unsigned b:3; unsigned c:4; int i; data; dataa=3 ; dataa=6 ; 因?yàn)閍僅占2個(gè)二進(jìn)制數(shù)位，最大存儲(chǔ)的數(shù)值為3。(溢出錯(cuò)誤),例 各位段長(zhǎng)度之和可以不為整字節(jié)。,如， struct packed_data unsigned a:2; unsigned b:3; unsigned c:4; int i; data;,（共4個(gè)字節(jié)）,位段的定義和引用 的幾點(diǎn)說明： （1-7）,1

7、）位段成員的類型必須指定為unsigned或int類型。 2）若某一位段要從另一個(gè)字開始，可以利用長(zhǎng)度為0的位段來實(shí)現(xiàn)（規(guī)定）。,如： unsigned a:1; unsigned b:2; unsigned :0; unsigned c:3;,3）一個(gè)位段必須存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)單元（一個(gè)字，不是字節(jié)）中，不能跨兩個(gè)存儲(chǔ)單元。,如：unsigned a:12; unsigned b:14;,4）可以定義無名位段。,5）位段的長(zhǎng)度不能大于一個(gè)字，也不能定義位段數(shù)組。 6）可以用整型格式符輸出 如，用%d,%o,%x,%u等格式輸出 7）可以用于表達(dá)式中，它會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為整型的。,如： unsigned a:1; unsi