C语言及程序设计（第2版）课件第11章 位运算

1第11章位运算位运算简介位赋值运算符位段应用举例23.位运算有：

“按位与”运算“按位或”运算“异或”运算“取反”运算左移运算右移运算11.1位运算简介

1.位运算和指针一样，都是C语言的重要特色。

2.位运算的概念：

所谓位运算，是指进行二进制位的运算。例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移1位，两个数按位相加等。位运算符含义举例&按位与a&b|按位或a|b∧按位异或a∧b~按位取反~a<<左移a<<1>>右移b>>23

位赋值运算符是位运算符与赋值运算符的结合。位赋值运算符含义举例等同于&=位与赋值a&=ba=a&b|=位或赋值a|=ba=a|b∧=位异或赋值a∧=ba=a∧b<<=左移赋值a<<=ba=a<<b>>=右移赋值a>>=ba=a>>b11.2位赋值运算符4

C语言允许在一个结构体中以位为单位来指定其成员所占的内存长度,这种以位为单位的成员称为“位段”或“位域”。“位段”或“位域”是一种特殊的结构体成员。

11.3位段定义的一般格式如下：struct结构体名{

类型成员1:长度;

类型成员2:长度;…

类型成员n:长度;};其中，冒号前的成员为位段，冒号后的长度表示存储位段需要占用字节的位数。5例如：structdevice{unsigneda:1;unsignedb:2;unsignedc:4;shortx;floaty;}data;11.3位段结构体变量data包含5个成员，它们分别是a、b、c、x、y。其中，a、b、c为位段，分别占用1位、2位、4位，即a、b、c共占用7位。这样，用一个字节就可以存储这3个位段。x、y为基本类型的成员，分别需要2个、4个字节存储。因此，结构体变量data需要占用7个字节的内存单元。上图给出了结构体变量data的每个成员在内存中的分配情况。

14211个字节2个字节4个字节xycba1632610.4应用举例

程序：main(){intnum,bit,i;unsignedtest=0x8000;printf("inputmum:");scanf("%d",&num);printf("binaryof%xis:",num);for(i=1;i<=16;i++){bit=((num&test)==0)?0:1;printf("%d",bit);test>>=1;}}

运行结果：inputnum:12345↙binaryof3039is:0011000000111001例1输出一个整数的二进制形式。710.4应用举例

题目分析：①利用某位与1进行异或可将该位翻转的特性，设置一个掩码mask，mask中的数据最好不能从键盘上直接输入，以避免mask碰巧与源码（输入的字符串）相同、进行按位“异或”运算、结果为0、无法进行加密和解密的情况（如"123abc"∧"123abc"=0）。为此，查ASCII字符编码一览表（附录A），选取mask="\x14\x15"。②上面的\x14和\x15的十进制分别是20和21，分别代表¶和§，它们无法从键盘上直接输入。其二进制分别为：0000000000010100和0000000000010101。③编写strencrypt函数。该函数有两个形参：一个是源码——要加密/解密的字符串，一个是掩码——加密使用的mask。使用循环结构将需要加密/解密的字符串不断与掩码mask的对应二进制位进行多轮次的按位“异或”运算，直到加密/解密的字符串结束，完成字符串的加密/解密。

例2编写一函数,实现字符串(例如用户使用的密码)的加密和解密。810.4应用举例

程序：#include"stdio.h"#defineMASK"\x14\x15" /*定义一个加密/解密的mask*/char*strencrypt(charstr[],charmask[])/*对字符串进行加密/解密*/{inti,j;for(i=0;str[i]!=0;) /*循环到加密/解密字符串结束*/for(j=0;str[i]!=0&&mask[j];j++,i++)/*循环到加密/解密字符串或mask字符串结束*/{str[i]=str[i]^mask[j]; /*按位“异或”*/}return(str);}main(){charstr[80];printf("Inputastring:");scanf("%s",str); /*输入一个要加密/解密的字符串*/strencrypt(str,MASK); /*加密*/printf("Encryptstringis:%s\n",str); /*输出加密后的字符串*/strencrypt(str,MASK); /*解密*/printf("ReEncryptstringis:%s\n",str); /*输出解密后的字符串*/}运行结果：Inputastring:ac#@^