第9章 位运算.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,9,章 位运算,第,9,章 位运算,本章要点,:,六种位运算的基本概念、主要应用,位运算的混合使用,2,第,9,章 位运算,9,1,位运算的类型,9,2,位运算举例,9,3,位段,9,4,总结与提高,3,9,1,位运算的类型,C,语言一共提供了六种位运算符：,&,：按位,“,与,”,|,：按位,“,或,”,：按位,“,异或,”,：取反,：右移,这六种运算符号的优先级别（由高到低）：,&,|,。,这六种运算符号的结合性为：,为自右至左，其它为自左至右。,4,9,1,位运算的类型,要特别注意的是，参与运算的数是以,补码,方式出现的，并且参与运算的量应为,整型,或,字符型,，不能为实型数据。,5,9,1,位运算的类型,按位“与”运算,按位“与”运算符“,&”,是双目运算符，其功能是对参与运算的两数从低位到高位对应的位相与，“与”操作规定为：,1&1,的结果为,1,，,0&1,、,1&0,、,0&0,的结果都为,0,。,6,9,1,位运算的类型,按位“与”运算,例,9-1,两个整数的“与”操作。,main(),int a=5,b=6;,int c=-5,d=-6;,int x,y;,x=a,y=c,printf(,n%d,%d,x,y);,该程序运行的结果为：,4,-6,7,9,1,位运算的类型,按位“与”运算,说明：,5,的二进制数是,00000101,6,的二进制数是,00000110,那么,a&b,的结果为,4,，如下式所示。,00000101 (5),(&)00000110 (6),00000100 (4),而,-5,的二进制数补码是,11111011,，,-6,的二进制数补码是,11111010,，因此,c&d,的结果为,-6,，如下式所示。,11111011 (-5),(&)11111010 (-6),11111010 (-6),8,9,1,位运算的类型,按位“与”运算,按位“与”运算常用于,位清零,。欲将一个变量的某些位清零，只要同另一个相应位为其余位为的数进行“与”运算即可。,同理，要,提取某个数的一些位,，只要将其同另一个相应位为而其余位为的数进行“与”运算即可。,9,9,1,位运算的类型,按位“或”,按位“或”运算符“,|”,是双目运算符，其功能是参与运算的两数从低位到高位对应的位相或，“或”操作规定为：,0|0,的结果为,0,，,1|1,、,1|0,及,0|1,的结果都为,1,。,10,9,1,位运算的类型,按位“或”,按位“或”运算常用来对数据的某些位置,1,。假设,int,型变量,a,的值为,20000,，它对应的,16,位二进制数是,0100111000100000,，表达式,a|255,的结果是变量,a,对应数值的低,8,位全置为,1,，高,8,位保留原样。如下式所示。,0100111000100000 (20000),(|)0000000011111111 (255),0100111011111111 (20223),从上例中可以看出，,如果要使某个数的一些位变成,1,，可以让这些位按位与,1,进行“或”运算，其它位则分别与,0,相“或”，保持不变,。,11,9,1,位运算的类型,按位“异或”,按位“异或”运算符“”是双目运算符，其功能是参与运算的两数从低位到高位对应位相“异或”，“异或”运算规定：,10,和,01,的结果为,1,，,11,和,00,的结果为,0,。,八进制数,22,与,八进制数,13,按位进行“异或”的算式如下所示。,00010010 (022),00001011 (013),00011001 (031),与,1,进行“异或”运算的位将得到与该位相反的值,，即,10,1,，,11,0,。,与,0,进行“异或”运算的位则保持不变,，即,00,0,，,01,1,。因此，“异或”运算可以方便地将数据的,某些位翻转,，而其它位不变。,12,9,1,位运算的类型,取反,取反运算符“”是,单目运算符,，其功能是对参与运算的数的各二进制位按位求反。例如：,0000000010110010,1111111101001101,13,9,1,位运算的类型,左移,左移运算符“,”,是双目运算符，它的功能是把“,”,左边的运算数的各二进位整体左移若干位，“,”,右边的数则指定移动的位数，左移过程中丢弃移出存储单元的高位数据，低位补,0,。例如：表达式,a”,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=15,，,a2,表示把,00001111,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，高位补,0,；而为负数时，高位是补,0,或是补,1,取决于编译系统的规定。,Turbo C,和很多系统规定为补,1,。,与左移运算对应的，右移,n,位相当于连续除以,n,个,2,，而且在除,2,时，舍弃小数部分，作取整运算。,正数不断右移结果是,0,，负数不断右移结果是,-1,。,15,9,2,位运算举例,例,9-2,取一个整数,a,从右端开始的,4,7,位。,要取出,a,的,4,7,位，可以使用按位,与,运算，只要将,a,与,0000000011110000,（十进制为,240,）按位与即可，这样,(a&240),的值中,4,7,位保留,a,的原值，而其余位变成了,0,，然后将,(a&240),的值右移,4,位即可。程序如下：,main(),unsigned a,b;,scanf(%u,b=(a,printf(,na,=%u,b=%d,a,b);,16,9,2,位运算举例,在运行时输入,217,，则输出为：,217,a=217,b=13,17,9,2,位运算举例,也可以这样考虑：,(1),先将,a,右移,4,位，使得,4,7,位挪到,0,4,位，这可以通过,a4,做到；,(2),设置一个低,4,位全为,1,，其余位全为,0,的数，可以用下面的方法做到：,（,04,）,&,（,0(16-n),（,2,）将,b,的高,16-n,位置,0,：,b&,（,0n,）,（,3,）将,a,左移,n,位，其右边,n,位自动补,0,：,c=a(16-n),b=b&(,(,0n);,c=a1,b=16-(1611),第,2,种写法更有技巧性，运行效率更高，不过这种写法要注意左移右移时最高位和最低位的变化。,28,9,4,总结与提高,另外，在嵌入式系统编程中，常用位操作对寄存器进行位设置，达到将其内容清零或屏蔽部分位的作用。,29,下课啦。,休息下。,30,