《C语言程序设计（第二版）-电子教案-王伟 第9章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《C语言程序设计（第二版）-电子教案-王伟 第9章（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 位 运 算,本章目录,9.1位运算符,9.2位域,前面介绍的各种运算都是以字节作为最基本位进行的。但在很多系统程序中常要求在位(bit)一级进行运算或处理。语言提供了位运算的功能，所谓的位运算是进行二进制位的运算。 这使得语言也能像汇编语言一样用来编写系统程序。,9.1位运算符,语言提供了六种位运算符：,说明： (1)位运算符中除了，均为二目运算符。 (2)运算对象只能是整型或字符型的数据，不能为其它类型。,9.1位运算符,9.1.1 按位与运算 按位与运算符“&“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。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1 ，否则为0。参与运算的
2、数以补码方式出现。 例如：9&5可写算式如下： 00001001 (9的二进制补码)&00000101 (5的二进制补码) 00000001 (1的二进制补码)可见9&5=1。,按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如即想让某一个字节或多个字节中的位为0。例如：00001001（十进制9）只要找到这样的数00000110、11110110、00000000等都可以，即只要和要清零数中每一个二进制位相反即可，或者某一位二进制位为0和0与结果也是0。,9.1位运算符,例9.1按位与程序举例 main() int a=9,b=5,c; c=a 运行结果：,9.1位运算符,9.1.2 按位或运
3、算 按位或运算符“|”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。只要对应的两个二进位有一个为1时，结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。 例如：9|5可写算式如下： 00001001 | 00000101 00001101 (十进制为13) 可见9|5的结果为13。按位或通常用来使某位二进制位为1。例如：00001001（十进制9）使前4位二进制位为1，与11110000、11111001等数进行按位或运算即可,9.1位运算符,例9.2 按位或程序举例 main() int a=9,b=5,c; c=a|b; printf(“a=%dnb=%dnc=%dn“,a,b,c);
4、 运行结果：,9.1位运算符,9.1.3 按位异或运算 按位异或运算符“”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异或，当两对应的二进位相异时，结果为1。参与运算数仍以补码出现，例如95可写成算式如下： 00001001 00000101 00001100 (十进制为12) 95结果为12。按位异或通常用来: (1)与0异或，可以保留原值不变。如100 00001010 00000000 00001010,9.1位运算符,(2)可以不使用中间变量，将两个数交换。例如a=2,b=3,是两个数交换，可以用下面的语句： a=ab; b=ba; a=ab; 例9.3 按位异或程序举例。 m
5、ain() int a=2,b=3; a=ab; b=ba; a=ab; printf(“a=%d,b=%dn“,a,b); 运行结果：,9.1位运算符,9.1.4求反运算 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9的运算为： (0000000000001001)结果为：1111111111110110。,9.1位运算符,9.1.5 左移运算 左移运算符“”是双目运算符。其功能把“ ”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，高位丢弃，低位补0。例如： a2 指把a的各二进位向左移动2位。如a=2，十进制00000010，
6、左移2位后为00001000 (十进制8)。高位左移，低位补0。并且左移一位相当于乘以2的运算，左移两位相当于乘以4即22。 例9.4 左移程序举例 main() int a=2; a=a2; printf(“a=%dn”,a); 运算结果：,9.1位运算符,9.1.6 右移运算 右移运算符“”是双目运算符。其功能是把“ ”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。 例如：设 a=12，a2 表示把000001100右移为00000011(十进制3)。 应该说明的是，对于有符号数，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时， 最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补1
7、 。,9.1位运算符,例9.4 左移程序举例 main() int a=12; a=a2; printf(“a=%dn”,a); 运算结果：,9.2位域,有些信息在存储时，并不需要占用一个完整的字节， 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时，只有0和1 两种状态， 用一位二进位即可。为了节省存储空间，并使处理简便，语言又提供了一种数据结构，称为“位域”或“位段”。所谓“位域”是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域， 并说明每个区域的位数。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。 这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。 1位域的定义与结构体定义类似，形式为
8、： struct 位域结构名 位域列表 ; 其中位域列表的形式为： 类型说明符 位域名：位域长度,9.2位域,例如： struct bs int a:8; int b:2; int c:6; ; 位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。 采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明这三种方式。例如： struct bs int a:8; int b:2; int c:6; data; 说明data为bs变量，共占两个字节。其中位域a占8位，位域b占2位，位域c占6位。,9.2位域,对于位域的定义有以下几点说明： 1） 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一
9、位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。例如： struct bs unsigned a:4； unsigned :0； /*空域*/ unsigned b:4； /*从下一单元开始存放*/ unsigned c:4； 在这个位域定义中，a占第一字节的4位，后4位填0表示不使用，b从第二字节开始，占用4位，c占用4位。 2） 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进位。 3） 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如：,9.2位域,struct k int a:1； int :2 ；
10、/*该2位不能使用*/ int b:3； int c:2； ; 4）位域的成员的类型是int型或者unsigned型。 从以上分析可以看出，位域在本质上就是一种结构类型， 不过其成员是按二进位分配的。 位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为： 位域变量名位域名 位域允许用各种格式输出。,9.2位域,例9.5 位域程序举例 main() struct bs unsigned a:1; unsigned b:3; unsigned c:4; bit,*pbit; bit.a=1; bit.b=7; bit.c=15; printf(“a=%d,b=%d,c=%dn“,bit.a,bit.b,
11、bit.c); pbit=,9.2位域,上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值 ( 应注意赋值不能超过该位域的允许范围) 。程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符“&=“， 该行相当于： pbit-b=pbit-b&3位域b中原有值为7，与3作按位与运算的结果为3(111&011=011,十进制值为3)。同样，程序第16行中
12、使用了复合位运算“|=“， 相当于： pbit-c=pbit-c|1其结果为15。程序第17行用指针方式输出了这三个域的值。,printf(“a=%d,b=%d,c=%dn“,pbit-a,pbit-b,pbit-c); 运行结果：,本章小结,1 位运算是语言的一种特殊运算功能， 它是以二进 制位为单位进行运算的。位运算符只有逻辑运算和移 位运算两类。位运算符可以与赋值符一起组成复合赋 值符。如&=,|=,=,=,=等。 2 利用位运算可以完成汇编语言的某些功能，如置 位，位清零，移位等。还可进行数据的压缩存储和并 行运算。 3 位域在本质上也是结构类型，不过它的成员按二进制位分配内 存。其定义、说明及使用的方式都与结构相同。 4 位域提供了一种手段，使得可在高级语言中实现数据的压缩， 节省了存储空间，同时也提高了程序的效率。,Thank You !,
