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1、语言程序设计,第十二章 位运算,2004,12.1 概述位运算: 是指进行二进制位的运算。 一、字节与位 位（Bit): 二进制位是计算机中最小的信息单位。一位 二进制能表达两个信息“0”和“1”。2位二进制能表达4个信息： 00 01 10 114位二进制能表达8个信息： 000 001 010 011 100 101 110 111 8位二进制能表达256个信息：0000,0000 . 1111,1111n位二进制能表达 个信息。,12.2 位运算 C语言提供的位运算符： & 按位与 | 按位或 按位异或 取反 右移 说明： 1、位运算符中除了以外，均为二目运算符。 2、运算量只能是整型或
2、字符型的数据，不能为实型数据。,一、“按位与”运算符： 规则： 参加运算的两个运算量，如果两个相应位都为1， 则该 位结果值为1，否则为0。 例如： X=10001001 Y=11101110 X & Y=10001000,按位与的特殊用途： 1、清零。 方法： 与一个各位都为零的数值相与，结果为零。,2、取一个数x中某些指定位。 方法： 找一个数，此数的各位是这样取值的：对应x数要取各位，该数对应位为1，其余位为零。此数与x相就可以得到x中的某些位。 例：设X=10101110 (1)取X的低4位,(2)取X的bit2、bit4、bit6位,二、“按位或”运算符 规则： 参加运算的两个运算量
3、，如果两个相应位中有个为1，则该位结果值为1，否则为0。 例如 X=10001001 Y=11101110X | Y=11101111 按位或的特殊用途： 常用来对一个数据的某些位置1。 方法：找一个数，此数的各位是这样取值的，对应x数要置1的位，该数对应位为1，其余位为零。此数与x相或就可使x中的某些位置1。,例：使 x=10100000 的低4位为1。,三、“异或”运算符 规则：参加运算的两个运算量，如果两个相应位为“异” （值不同），则该位结果值为1，否则为0。 例如 X=10001001 Y=11101110,异或运算的应用： （1）使特定位翻转： 找一个数，此数的各位是这样取值的：对
4、应x数要转的各位，该数对应位为1，其余位为零。此数与x相或即可。 例：x=10101110, 使x低4位翻转,(2)与0相异或，保留原值。 例：,四、“取反”运算符 对一个二进制数按位取反，即将0变为1，1变为0。 例： 0100001110010111 取反 1011110001101000 注意：运算符的优先级别比算术运算符、关系运算符、逻辑运符和其它运算符都高。 例：使一个数a的最低位为零，可以表示成：a & 1 因为，1=1111111111111110。,五、左移运算符 将一个数的各二进制全部左移若干位。（左丢弃，右补0） 例：a=a2 将a的二进制数右移2位。 将一操作数左移一位，
5、相当于将其乘2。将一操作数右移一位，相当于将其除以2。因此，可以用移位操作代替部分乘除操作，只要不产生溢出，这种代替是正确的。,七、位运算符与赋值运算符结合,组成展的赋值运算符。 &=， 例：a&=b 相当于 a=a&b |=， 例：a|=b 相当于 a=a|b =， 例：a =b 相当于 a=ab =， 例：a=b 相当于 a=a4 （2）设置一个低4位全为1，其余为0 的数 （0 0111101111110101 注意，不能直接使用运算符，因为，运算符使左面 添0或添1。 算法：设需要循环右移的数是一个整数(两字节)。移动n 位,（1）将a的右端n位先放到中间变量b的高n位中。 (左移16
6、-n位) b= an;,（3）将c与b 进行按位或运算。 c=a | b 程序： main() unsigned a,b,c; int n; scanf(“a=%o,n=%d“, ,12.4 位段 信息可以用用1字节、2字节、4字节、8字节表示。例如，用1字节表示一个英文字符，2字节表示一个汉字字符，4字节表示一个实数,等。 某些信息可以用一位二进制表达，如：打印机状态： bit0: 打印机在规定的时间内未完成上一次指定的操作。 bit5: 打印机当前缺纸。 bit7: 打印机当前准备好。,某些信息也可以用几位二进制表达。例如，数学协处理器的控制寄存器，有如下结构：BIT5BIT0：异常屏蔽位
7、。置0时把相应的异常传送给CPU的异常处理程序，置1时把相应的异常传送给协处理器的异常处理程序。 PC：Precision Control，精度控制，指定有效数字的位数（符号位加尾数）：00 ：24位（短实数） 01：保留 10：53位（长实数） 11：64位（临时实数）,RC：Rounding Control，舍入控制 00，舍入到最接近的值（缺省） 01：舍入到负无穷 10：舍入到正无穷 11：截断在语言中，为了方便访问这些信息，定义了“位段“类型，它是用结构体来表示的。,例： struct FPU unsigned :4; /* 无名位段, 占4位 */unsigned RC:2 /*
8、RC位段，占2位 */unsigned PC:2; unsigned :2; /* 无名位段, 占2位 */unsigned PM:1; /* PM位段，占1位 */unsigned UM:1; unsigned OM:1; unsigned ZM:1; unsigned DM:1;unsigned IM:1; ;,例： struct packed_data unsigned a:2; unsigned b:6; unsigned c:4; unsigned d:4; int i; data,例：个位段不恰好占一个存储单元 struct packed_data unsigned a:2; unsigned b:3; unsigned c:4; int i; data,位段的引用： 如，在例中，可以给位段赋值，data.a = 2; /* 注意，位段a占2位，允许值的范围是03 */data.b = 7; /* 注意，位段b占3位，允许值的范围是07 */data.c = 9; /* 注意，位段c占4位，允许值的范围是015 */printf(“%d %d %d“, data.a, data.b, data.c);位段的长度不能超出存储单元，也不能定义位段数组,
