(十二)位运算.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,第十二章,位运算,概念,位运算是指按二进制位进行的运算。因为在系统软件中，常要处理二进制位的问题。,例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移一位，两个数按位相加等。,语言提供位运算的功能，与其他高级语言（如,PASCAL,）,相比，具有很大的优越性。,12,.1,位运算符和位运算,运算符 含义 运算符 含义,按位与,按位取反,|,按位或,右移,(1),位运算符中除以外，其他均为双目（元）运算符，即要求两侧各有一个运算量。,2),运算量只能是整型或字符型的数据，不能为实型数据。,语言提供的位运算符有：,说明：,12.1.1“,按位与”运算符（）,按位与是指：,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：,4,等于多少？按位与运算：,注意：,如果参加,&,运算的是负数（如,-4&-,5,），则要以补码形式表示为二进制数，然后再按位进行,“,与,”,运算。,00000100,(4),&,00000101,(5),00000100,(4),4&5,的值得,4,按位与的用途：,若想对一个存储单元清零，即使其全部二进制位为，只要找一个二进制数，其中各个位符合以下条件：,原来的数中为的位，新数中相应位为。,然后使二者进行运算，即可达到清零目的。,(1),清零。,例：,原有数为，另找一个数，设它为，这样在原数为的位置上，该数的相应位值均为。将这两个数进行运算：,00101011,&,10010100,00000000,(2),取一个数中某些指定位。,如有一个整数（个字节），想要取其中的低字节，只需将与,8,个,1,按位与即可。,0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0,a,b,c,0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1,0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0,(3),保留某一几）位的方法：与一个数进行运算，此数在该（几）位取。,例：,有一数，想把其中左面第、位保留下来，运算如下：,01010100,&,00111011,00,010,0,00,12.1.2“,按位或”运算符（,|,）,两个相应的二进制位中只要有一个为，该位的结果值为。,即,|,，,|,，,|,，,|,例：,060|017,将八进制数,60,与八进制数,17,进行按位或运算。,00110000,|,00001111,00111111,应用：,按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为。例如：如果想使一个数的低位改为，只需将与进行按位或运算即可。,例：,是一个整数（位），有表达式：,|,则低位全置为，高位保留原样,12.1.3“,按位异或”运算符（,）,按位异或运算符,也称,XOR,运算符。它的规则是：,若参加运算的两个二进制位,相同则结果为（假）,相异则结果为（真）,即,:00=0,，,01=1,，,10=1,，,11=0,即,:071052=023,（八进制数）,00111001,00101010,00010011,例：,（）使特定位翻转,设有，想使其低位翻转，即变为，变为。可以将它与进行,运算，即：,运算符应用：,01111010,00001111,01110101,运算结果的低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。,因为原数中的与进行,运算得，,得，故保留原数,。,例如：,012,00=012,（）与相,，保留原值,00001010,00000000,00001010,（）交换两个值，不用临时变量,例如：，。,想将和的值互换，可以用以下赋值语句实现：,ab;,ba;,ab;,（,）,（,ab,的结果，,a,已变成）,（,）,（,ba,的结果，,b,已变成）,（,）,（,ab,的结果，,a,已变成）,执行前两个赋值语句：,“,；,”,和,“,；,”,相当于,b=b(ab),。,再执行第三个赋值语句：,。由于,a,的值等于（,），,b,的值等于（,），因此，相当于,a=,，即,a,的值等于,，等于。,、的值实现互换。,即等效于以下两步：,12.1.4,“,按位取反”运算符（）,是一个单目（元）运算符，用来对一个二进制数按位取反，即将变，将变。例如，是对八进制数（即二进制数）按位求反。,0000000000010101,（）,1111111111101010,(,八进制数,177752),12.1.5,左移运算符（）,左移运算符是用来将一个数的各二进制位全部左移若干位。,例如：,a=a),a,2,表示将,a,的各二进制位右移,2,位，移到右端的低位被舍弃,对无符号数,高位补,0,。,例如：,a=017,时,:,a,的值用二进制形式表示为,00001111,，舍弃低,2,位,11,：,a2=00000011,右移一位相当于除以,2,右移,n,位相当于除以,2,n,。,在右移时,需要注意符号位问题：,对无符号数,右移时左边高位移入,0,；对于有符号的值,如果原来符号位为,0(,该数为正,),则左边也是移入,0,。如果符号位原来为,1(,即负数,),则左边移入,0,还是,1,要取决于所用的计算机系统。有的系统移入,0,有的系统移入,1,。移入,0,的称为“逻辑右移”,即简单右移；移入,1,的称为“算术右移”。,例：,a,的值是八进制数,113755,：,a:1001011111101101,（,用二进制形式表示）,a1:0100101111110110 (,逻辑右移时,),a1:1100101111110110 (,算术右移时,),在有些系统中,a1,得八进制数,045766,而在另一些系统上可能得到的是,145766,。,Turbo C,和其他一些,C,编译采用的是算术右移,即对有符号数右移时,如果符号位原来为,1,，左面移入高位的是,1,。,12.1.7,位运算赋值运算符,位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符。,例如,:&=,|=,=,=,=,例：,a&=b,相当于,a=a&b,a =2,相当于,a=a 4,目的是使要取出的那几位移到最右端。,设置一个低,4,位全为,1,其余全为,0,的数。,将上面、进行,&,运算。,实验,11,位运算,1.,实验目的：,（,1,）掌握按位运算的概念和方法，学会使用位运算符；,（,2,）学会通过位运算实现对某些位的操作。,2.,实验内容：编写程序，上机调试并运行。,（,1,）习题,12.2,。,（,2,）习题,12.4,。,（,3,）习题,12.5,。,