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1、第13章 位运算第十三章 位运算 本章要点 位运算的概念二进制位运算；应用程序举例；2022-5-20 32022-5-20 4位运算的概念l前面我们所学的各种运算，都是以字节作为基本单位进行的。所谓位运算，就是以二进制位为基本单位进行的运算l语言提供了6种基本位运算符，如下所示：l此外，位运算符也可以与赋值运算符一起组成复合赋值符。如：&=、|=、=、=、=运算符含义运算符含义与 取反 |或 右移2022-5-20 5位运算的概念l优先级：l按位取反（） 优先级 2l位移（）优先级 5l位与（&）优先级 8l位异或（）优先级 9l位或（|）优先级 10l结合性：l按位取反（）右结合性l其他左
2、结合性l说明：l位运算符中除按位非()为单目运算符外，其他均为双目运算符。l位运算的运算量只能是整型或字符型的数据，不能为实型数据。1.如果参加位运算的运算量是负数，则首先要将其以补码形式表示为二进制数，然后再按相应规则进行运算。2022-5-20 6二进制位运算：按位非（求反） l功能：l对参与运算的数的各二进位按位求反，即将0变1，将1变0。l例如：l025是对八进制数25（即二进制数00010101）按位求反，计算方法如下： 0000000000010101 1111111111101010 (八进制数177752)2022-5-20 7按位非（求反）运算 ：l例程#includemai
3、n() int a=3,b=5,c; c=a&b; printf(c=%dn,c); 运算结果：c=42022-5-20 8l功能：l把“ ”左边的运算数的各二进位全部左移若干位，由“”右边的数指定移动的位数l运算规则l低位补0 ，高位溢出丢弃。l例如：左移运算 ：#includemain() int a=9; a=a1; printf(a=%dn,a); 运算结果：a=182022-5-20 9左移运算 ：l说明l从上面的例子可以看出，在不损失有效数字的情况下，每左移1位，相当于该数乘以2，左移2位相当于该数乘以2的2次方(4)，152，结果为60，即相当于15乘以4。但此结论只适用于该数左
4、移时被溢出舍弃的高位中不包含1的情况。l例如：l表达式al功能：l把“”左边的运算数的各二进位全部右移若干位，“”右边的数指定移动的位数l说明：l对于无符号数：右移时高位补零；l对于有符号数：正数右移时在高位补0，负数右移时在高位补1。其中左边补0称“算术右移”，左边补1称“逻辑右移”。l例如：l若a=017，二进制形式为00001111（十进制为15）；a2运算后，舍弃低2位得到00000011 （十进制为3）l若a=-5，二进制形式为11111011；a2运算后，舍弃低2位得到11111110 （十进制为-2）2022-5-20 11右移运算 ：l例程main() unsigned a,b
5、; printf(input a number: ); scanf(%d,&a); b=a5; printf(a=%dtb=%dn,a,b); 运行结果：input a number: 255 a=255b=7由以上示例可以看出，右移一位相当于除以2，右移n位相当于除以2n。2022-5-20 12应用程序举例：1、输入一个数、输入一个数m，输出其所对应二进制数的从右端开始的第，输出其所对应二进制数的从右端开始的第6至至8位。位。分析：首先先使m右移5位，使要取出的那几位移到最右端,再设置一个数n低3位全为1，其余的位全为0的数，即将一个全1的数左移3位，这样右端低3位为0，最后将m&n，将m
6、的低3位取出。程序如下：#include stdio.hmain() int m,n,p,t;printf(“Please input m 的值:);scanf(%d,&m);n=m5;p=(03);t=n&p;printf(m=%d,t=%dn,m,t);程序运行：输入416在输出结果屏上显示：m=416,t=5说明：输入416，m的值为416，对应的二进制数为00000001 10100000，m左移5位后为00000000 00001101赋值给n，p的值二进制数为00000000 00000111，n&p的值对应二进制数为00000000 00000101赋值给变量t。2022-5-2
7、0 13按位与运算 ：&l运算规则：l参加运算的两个数据，按二进制位进行“与”运算。如果两个相应的二进制位都为，则该位的结果值为；否则为。即：，例： 00000011(3)& & 00000101(5) 00000001(1) 2022-5-20 14按位与运算 ：&l按位与的常用功能1：清零l若想对一个存储单元置零，只要用一个全的二进制数与其进行运算，即可达到清零目的。例：若原存储单元的数为00101011，若要将其全部置为0，只需将其与二进制数00000000进行运算即可。 00101011& & 00000000 00000000 2022-5-20 15按位与运算 ：&l按位与的常用功
8、能2： 取一个数中的特定位：l若想对一个二进制数的某些位置零，其他位保持不变，只需将找一个数（对应于要置0的位全部为0，对应于要保持不变的位全部为1），然后做按位与运算即可。 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 0例：有16位的二进制数，要求将高8位全部置0，低8位保持不变，只需将其与二进制数0000000011111111进行运算即可。2022-5-20 16应用程序举例：2、有以下程序（2019年9月）#include main() in
9、t a=2,b=2,c=2;printf(%dn,a/b&c); 程序运行后的输出结果是A)0B)1C)2D)32022-5-20 17按位异或运算 ：l运算规则：l当两对应的二进位相异时，结果为1，反之为0。即:00=0，01=1，10=1， 11=0例： 071052=023 （八进制数） 00111001 00101010 00010011 2022-5-20 18按位异或运算 ：l运算符的应用l运算可以使特定位翻转。l设有01111010，想使其低4位翻转，即1变为0，0变为1。可以将它与00001111进行运算，即： 01111010 00001111 01110101 运算结果：低
10、位正好是原数低位的翻转。可见，要使哪几位翻转就将与其进行运算的该几位置为即可。2022-5-20 19小练习：1、变量a中的数据用二进制表示的形式是01011101，变量b中的数据用二进制表示的形式是11110000。若要求将a的高4位取反，低4位不变，所要执行的运算是(2019年8月) A)ab B)a|b C)a&bD)a4 2022-5-20 20按位或运算 ：|l运算规则：l只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。即|，|，|，|l例如： 对于060|017，计算方法如下： 00110000| | 00001111 00111111 2022-5-20 21按位或运算 ：|l按
11、位或的用途：l按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为。l例如：如果想使一个数的低位改为，只需将与（1111）进行按位或运算即可。例：是一个短整形数据 (16位)，有表达式：a|0377 则将低位全置为，高位原样保留。说明：其中0377是8进制数，其二进制是111111112022-5-20 22按位或运算 ：|l例程#include main() int a=9,b=5,c; c=a|b; printf(a=%dnb=%dnc=%dn,a,b,c); 运算结果：a=9b=5c=132022-5-20 23小练习：4、有以下程序#include main（） int a=5,b=1,t;t=（
12、a=, =, =例如： a&=b /相当于 a=a&b a=2 /相当于 a=a22022-5-20 25不同长度数据的位运算l注意：l如果两个数据长度不同（例如a为int型，而b为short型），进行位运算时，系统会将二者按右端对齐。如果如果b为无符号整型或正数，则左侧16位补满0；若b为负数，则左侧16位补满1；例：int a=5;shot b=3; 则a&b; 00000000000000000000000000000101 (a)& & 00000000000000000000000000000011 (b) 00000000000000000000000000000001 (1) 2022-5-20 26