(6.19)--补充课件第13讲-位运算程序设计基础.ppt
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1、第十三讲位运算第十三讲位运算C语言程序设计语言程序设计 The C Programming Language2C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 2位运算位运算本章要求本章要求掌握各种位运算符,运算规则和优先级。掌握各种位运算符,运算规则和优先级。了解位运算的实际应用。了解位运算的实际应用。了解位段的定义和应用。了解位段的定义和应用。本章重点本章重点掌握各种位运算符,运算规则和优先级。掌握各种位运算符,运算规则和优先级。了解位运算的实际应用。了解位运算的实际应用。本章难点本章难点掌握各种位运算符,运算规则和优先级。掌握各种位运算符,运算规则和优先级。3C语言程序设计语言程序设
2、计 温州理工学院温州理工学院 3位运算位运算概述概述位运算符和位运算位运算符和位运算位运算举例位运算举例位段位段小结小结参考书目及网络资源参考书目及网络资源讨论时间讨论时间4C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 4位运算位运算概述概述位运算符和位运算位运算符和位运算位运算举例位运算举例位段位段小结小结参考书目及网络资源参考书目及网络资源讨论时间讨论时间5C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 5在很多系统程序中常要求在位在很多系统程序中常要求在位(bit)一级进行运一级进行运算或处理。算或处理。C语言提供了语言提供了位运算位运算的功能,这的功能,这使使得得C语言语
3、言也能像汇编语言一样用来编写系统程也能像汇编语言一样用来编写系统程序。序。位运算位运算是指按二进制位进行的运算。因为在系是指按二进制位进行的运算。因为在系统软件中,常要处理二进制位的问题。例如:统软件中,常要处理二进制位的问题。例如:将一个存储单元中的各二进制位左移或右移一将一个存储单元中的各二进制位左移或右移一位,两个数按位相加等。位,两个数按位相加等。C语言提供语言提供位运算位运算的功能,与其他高级语言的功能,与其他高级语言(如(如PASCAL等)相比,具有很大的优越性。等)相比,具有很大的优越性。概述概述6C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 6位运算符和位运算位运算符和
4、位运算位运算对象为整型或字符型数据。位运算对象为整型或字符型数据。位运算是对运算对象的每个二进制位分别操作。位运算是对运算对象的每个二进制位分别操作。位运算符中除位运算符中除以外,均为二目(元)运算符,即以外,均为二目(元)运算符,即要求两侧各有一个运算量。要求两侧各有一个运算量。运算符运算符含义含义运算对象个数运算对象个数结合方向结合方向优先级优先级&|按位求反按位求反按位左移按位左移按位右移按位右移按位与按位与按位异或按位异或按位或按位或单目单目双目双目双目双目双目双目双目双目双目双目自右向左自右向左自左向右自左向右自左向右自左向右自左向右自左向右自左向右自左向右自左向右自左向右12234
5、57C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 7位运算位运算概述概述位运算符和位运算位运算符和位运算位运算举例位运算举例位段位段小结小结参考书目及网络资源参考书目及网络资源讨论时间讨论时间8C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 8按位逻辑运算按位逻辑运算“按位与按位与”运算符运算符(&)按位与运算符按位与运算符“&”是双目运算符。其功能是参与运是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二算的两数各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为进位均为1 时,结果位才为时,结果位才为1,否则为,否则为0。参与运算的。参与运算的数以补码方式出现。
6、数以补码方式出现。例如:例如:9&5 可写算式如下:可写算式如下:可见可见9&5=1。00001001(9 的二进制补码的二进制补码)&00000101(5 的二进制补码的二进制补码)00000001(1 的二进制补码的二进制补码)9C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 9按位逻辑运算按位逻辑运算按位与运算通常用来对某些位清按位与运算通常用来对某些位清0 或保留某些位。或保留某些位。例如把例如把a的高八位清的高八位清0,保留低八位保留低八位,可作可作a&255 运运算算(255 的二进制数为的二进制数为0000000011111111)。如果参加如果参加&运算的是负数运算的是负
7、数(如如-3&-5),则要以补码则要以补码形式表示为二进制数,然后再按位进行形式表示为二进制数,然后再按位进行“与与”运运算。算。10C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 10“按位与按位与”运算符运算符(&)main()int a=9,b=5,c;c=a&b;printf(a=%dnb=%dnc=%dn,a,b,c);11C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 11“按位与按位与”运算运算(&)的用途的用途清零清零,如果要将某个存储单元清零,则找到,如果要将某个存储单元清零,则找到一个数,它的补码中的各位的值,与原来存一个数,它的补码中的各位的值,与原来存储单元
8、的各位的值的与运算的结果为储单元的各位的值的与运算的结果为0,则这,则这两个数的与的结果为两个数的与的结果为0,这样就可以达到使原,这样就可以达到使原来的单元清零的目的。来的单元清零的目的。原有数为原有数为00101011,另找一个数,另找一个数10010100,这样,这样在原数为在原数为1的位置上,该数的相应位值均为的位置上,该数的相应位值均为0。将。将这两个数进行这两个数进行&运算:运算:00101011&10010100 00000000 12C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 12“按位与按位与”运算运算(&)的用途的用途取一个数中某些指定位取一个数中某些指定位如有一
9、个整数如有一个整数a(2个字节个字节),想要取其中的低字节,想要取其中的低字节,只需将只需将a与与8个个1按位与即可,即按位与即可,即a与八进制的与八进制的377。想要取其中的高字节,只需将想要取其中的高字节,只需将a与八进制的与八进制的0177400即可。即可。0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0abc0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 00 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0abc1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0
10、 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 013C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 13“按位与按位与”运算运算(&)的用途的用途保留一位的方法:与一个数进行保留一位的方法:与一个数进行&运算,此数运算,此数在该位取在该位取1。例:有一数例:有一数01010100,想把其中左面第,想把其中左面第3、4、5、7、8位保留下来,运算如下:位保留下来,运算如下:01010100(84)&00111011(59)00010000(16)14C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 14“按位或按位或”运算符运算符(|)按位或运算符按位或运算符“|”是双目运算符。其功能
11、是参与运是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为进位有一个为1 时,结果位就为时,结果位就为1。即。即0|0=0,0|1=1,1|0=1,1|1=1。参与运算的两个数均以补码出现。参与运算的两个数均以补码出现。按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为1。例如:如果想使一个数例如:如果想使一个数a的低的低4位改为位改为1,只需将,只需将a与与017进行按位或运算即可。如进行按位或运算即可。如060|017,将八进制将八进制数数60与八进制数与八进制数17进行按位或运算进
12、行按位或运算 00110000|00001111 00111111 15C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 15“按位或按位或”运算符运算符(|)若若a是一个整数(是一个整数(16位)位),有表达式有表达式:a|0377,则则低低8位全置为位全置为1,高,高8位保留原样。位保留原样。0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0abc0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 116C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 16“异或异或”运算运算()按位异或运算符按位异
13、或运算符“”是双目运算符,也称是双目运算符,也称XOR运算符。其功能是参与运算的两数各对运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或,当两对应的二进位相异应的二进位相异或,当两对应的二进位相异时,结果为时,结果为1。参与运算数仍以补码出现。参与运算数仍以补码出现。即即:071052=023(八进制数)(八进制数)00111001 00101010 00010011 17C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 17“异或异或”运算运算()的应用的应用使特定位翻转使特定位翻转:设有设有01111010,想使其低,想使其低4位翻位翻转,即转,即1变为变为0,0变为变为1。可以将它
14、与。可以将它与00001111进行进行运算,即:运算,即:运算结果的低运算结果的低4位正好是原数低位正好是原数低4位的翻转。可见,位的翻转。可见,要使哪几位翻转就将与其进行要使哪几位翻转就将与其进行运算的该几位置为运算的该几位置为1即可。即可。01111010 00001111 0111010118C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 18“异或异或”运算运算()的应用的应用与与0相相,保留原值。因为原数中的,保留原值。因为原数中的1与与0进行进行运算得运算得1,00得得0,故保留原数。例如:,故保留原数。例如:01200=012。交换两个值,不用临时变量。例如:交换两个值,不
15、用临时变量。例如:a=3,b=4。想将。想将a和和b的值互换,可以用以下赋值语句实现:的值互换,可以用以下赋值语句实现:a=ab;b=ba;a=ab;00001010 00000000 0000101019C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 19“异或异或”运算运算()的应用的应用执行前两个赋值语句:执行前两个赋值语句:“a=ab;”和和“b=ba;”相相当于当于b=b(ab)。再执行第三个赋值语句:再执行第三个赋值语句:a=ab;由于由于a的值等于的值等于(ab),),b的值等于(的值等于(bab),因此,相当于),因此,相当于a=abbab,即,即a的值等于的值等于aab
16、bb,等于,等于b。a得到得到b原来的值。原来的值。a0 1 1 ()b1 0 0 a1 1 1(ab的结果,的结果,a已变成已变成7)()b1 0 0 b0 1 1(ba的结果,的结果,b已变成已变成3)()a1 1 1 a1 0 0(ab的结果,的结果,a已变成已变成4)20C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 20“取反取反”运算符()运算符()求反运算符为单目运算符,具有右结合性。其功能求反运算符为单目运算符,具有右结合性。其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如,是对参与运算的数的各二进位按位求反。例如,025是对八进制数是对八进制数25(即二进制数即二进制数0
17、0010101)按位求反。按位求反。运算符的优先级比算术运算符、关系运算符、逻辑运算符的优先级比算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和其它运算符都高。例如,运算符和其它运算符都高。例如,a&b,先进行,先进行a运算,然后进行运算,然后进行&运算。运算。()()0000000000010101 111111111110101021C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 21移位运算符移位运算符移位运算符移位运算符:(右移右移)一般形式为一般形式为:xn规则为:规则为:左移是将左移是将x的二进制位左移的二进制位左移n位,移出的高位舍位,移出的高位舍弃,右边空出位补弃,右边空出位补0;右
18、移是将右移是将x的二进制位右移的二进制位右移n位,移出的底位舍位,移出的底位舍弃,右边空出位如为无符号位补弃,右边空出位如为无符号位补0;有符号数正;有符号数正数补数补0,负数补,负数补1。设设a=7,则:,则:b=a2 b=0000,01112=0001,1100=2822C语言程序设计语言程序设计 温州理工学院温州理工学院 22移位运算符移位运算符左移运算符左移运算符()左移左移1位相当于该数乘以位相当于该数乘以2,左移,左移2位相当于该数位相当于该数乘以乘以22=,15)右移运算符是右移运算符是a2表示将表示将a的各二进制位右移的各二进制位右移2位,位,移到右端的低位被舍弃移到右端的低位
19、被舍弃,对无符号数对无符号数,高位补高位补0。例如:。例如:a=017时时,a的值用二进制形式表示为的值用二进制形式表示为00001111,舍弃舍弃低低2位位11:a2=00000011。在右移时在右移时,需要注意符号位问题:需要注意符号位问题:对无符号数对无符号数,右移时左边高位移入右移时左边高位移入0;对于有符号的值;对于有符号的值,如果原来符号位为如果原来符号位为0(该数为正该数为正),则左边也是移入则左边也是移入0。如。如果符号位原来为果符号位原来为1(即负数即负数),则左边移入则左边移入0还是还是1,要取决要取决于所用的计算机系统。有的系统移入于所用的计算机系统。有的系统移入0,有的
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- 6.19 补充 课件 13 运算 程序设计 基础
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