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1、1,第九章 位运算,教学目标 了解位运算的概念、位段的定义及使用；掌握常用位运算符的作用及其使用规则；熟悉位运算在微机控制、状态测试等技术中的应用。 教学重点 常用位运算符的作用及其应用。 教学难点 常用位运算符的应用。,2,假设我们用字节的第1、2、3位分别代表温度报警信号、电源停电报警信号、压力报警信号，这些信号既有输出又有输入。当某报警信号有效产生中断后，计算机就要对各信号进行测试以确定下一步的工作方式，编写C函数测试某一位状态（规定最低位为第1位，位序号从最低位开始依次增加）。,9.1引例控制系统状态测试,3,2引例分析 计算机中，所有数据都以二进制形式保存，即每一位的状态为“0”或“
2、1”，测试某一位的状态就是对该位的值进行判断。 3程序代码 #define YES 1 #define NO 0 int exambit(int rdinnum,int num) int measure=1; measure=(num-1); return(rdinnum ,4,9.2常用位运算符,9.2.1按位与运算符 1运算规则 按位与运算符“&”是一个双目运算符，只有两个数对应位上的值均为1时该位上的结果值才为1，否则为零。 0&0=0，1&0=0，0&1=0，1&1=1 例如：9 & 500001001 & 00000101=000000011,5,2具体应用 （1）保留或测试指定位。
3、 例如：测试数12第3位的值可通过运算：12&4=00001100 & 00000100=00000100=4，结果不为零，表示第3位的值为1。 （2）指定位清0。 例如：将数892（0000001101111100）的高8位清零，保留低8位，可将该数与255（0000000011111111）进行&运算： 0000001101111100 & 0000000011111111 0000000001111100 （十进制124）,6,9.2.2按位或运算符,1运算规则 按位或运算符“|”是一个双目运算符，只要两个数对应位上的值有一个为1，该位上的结果值就为1。 0|0=0，1|0=1，0|1=
4、1，1|1=1 例如: 12|700001100 | 00000111=0000111115 2具体应用 将一个数的指定位置1。例如：要将数0000000010100000的低4位置1，只需将它与数0000000000001111按位做或运算即可： 0000000010100000 | 0000000000001111 0000000010101111 运算结果低4位为1，其余位保持不变。,7,9.2.3按位异或运算符,1运算规则 按位异或运算符“”也是一个双目运算符，只要两个数对应位上的值互不相同，该位上的结果值就为1。 00=0，10=1，01=1，11=0 例如：12700001100
5、00000111=0000101111,8,2具体应用 （1）指定位翻转。 例如：将数0000000001111010的低4位翻转，即1变0，0变1，可将它与0000000000001111进行运算： 0000000001111010 0000000000001111 0000000001110101 （2）保留指定位。 方法：将指定位与0进行异或运算。 （3）交换两个变量的值（不用中间变量）。 方法：执行语句序列a=ab；b=ba；a=ab；则a、b值交换。,9,9.2.4按位取反运算符,1运算规则 按位取反运算符“”是一个单目运算符，功能是对每个位上的值按位求反，即1变0，0变1。 0=1
6、，1=0 2具体应用 当不知道被处理量的具体位数时，取反运算很有用，可以采用表达式x&1，因为1的二进制表示中最后1位为1，前面各位都是0。对于16位整数，前面有15个0；对于32位整数，前面共有31个0，不管怎样1求反后都可以使x保留前面各位的原值，而只把最后1位置0。,10,9.2.5左移运算符,1运算规则 左移运算符“”是一个双目运算符，前面是要移动的量，后面是移动的位数，高位左移溢出丢弃，低位左移补0。例如：a=00000001（十进制1），a4位后为00010000（十进制16）。 2具体应用 没有高位丢失时，左移运算相当于乘法运算，左移1位即乘以2，左移n位即乘以2 的n 次方。
7、例如：unsigned int a=15（00001111），a2 结果为00111100（十进制60），相当于 。,11,9.2.6右移运算符,1运算规则 右移运算符“”也是一个单目运算符，对无符号数，高位补0，低位丢失；有符号数，补与高位相同的数，低位丢失。 2具体应用 没有低位丢失时，右移n位，相当于原数除以。右移比除法运算花费时间少。 例如：unsigned int a=16（00010000），a2 结果为00000100（十进制4），相当于。,12,9.2.7位运算赋值,位运算赋值符包括： 判断rdinnum&measure是否为0，为0则表示dinnum的第num位为0，否则为1
8、。,13,【例9-1】将一个十进制正整数按二进制形式输出。 1问题分析 1）采用除2取余法，用数组保存各二进制位。（速度较低） 2）构造整型二进制数b=1000 0000 0000 0000，将十进制数dnum与b按位作与运算，得到二进制数最高位并输出，然后b右移一位继续与dnum按位与得到次高位，依此方法得到所有二进制位。,9.4位运算应用举例,14,2程序代码,void dec_bin(unsigned int dnum); void main() unsigned int num; /*num是要求转换的十进制数*/ printf(“Please enter a decimal posi
9、tive integer:“); scanf(“%u“, ,void dec_bin(unsigned int dnum) int i,n; unsigned int b; /*b为位测试变量*/ n=sizeof(int)*8; b=1; for (i=0;i=1; printf(“n“); ,15,【例9-2】整数循环右移。 1问题分析 为实现循环移动n位，可以采用下列步骤： （1）将数a的右端n位先放到数b的高n位中，语句如下： b=an; （3）将c和b进行按位或运算，语句如下： c=c|b;,16,2程序代码 main() unsigned a,b,c; int n; printf(
10、“nPlease enter an integer and the moving number:“); scanf(“%o%d“, ,17,【例9-3】取一个16位整数a从右端开始的4至7位。 1问题分析 （1）先使a右移4位，即a 4； （2）设置一个低4位全是1，其余全是0的数(0 4&(0 4)，得到要求的结果。,18,2具体应用 将一个数的指定位置1。例如：要将数0000000010100000的低4位置1，只需将它与数0000000000001111按位做或运算即可： 0000000010100000 | 0000000000001111 0000000010101111 运算结果低
11、4位为1，其余位保持不变。,19,2程序代码 #include #include int main() int a,b,c,d; scanf(“%d“, ,20,本章小结,1位运算是语言的一种特殊运算功能，它以二进制位为单位进行运算。位运算符有逻辑运算和移位运算两类。 2位运算符可以与赋值符一起组成复合赋值符，如&=、|=、=、=、=等。 3利用位运算可以完成汇编语言的某些功能，如位置1、位清0、移位、取出某些位等。 4位段在本质上是一种结构体类型，不过它的成员按二进制位分配内存，其定义、说明及使用方法都与结构体类型相同。 5位段的使用使得在高级语言中实现了数据的压缩，节省了存储空间，提高了运行效率。,
