高级语言程序设计 位运算

第八章位运算

南因号船现代我有技东中芯

2004年5月制作

本章主要内容

■c语言既是一种高级语言，广泛应用于应用软

件的开发和程序设计，同时又是一种低级语言,

可以用于系统软件的开发和程序设计，如自动

控制系统中的过程控制、参数检测、数据通讯

等控制程序，都可以综合利用c语言中的指针

操作、位运算和位段技术来实现。

本章介绍位运算的基本形式和常用运算符，并

简要介绍位段的概念。位运算的深入学习，应

该在《计算机原理》和《汇编语言程序设计》

课程中进行。

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

、位运算符和位运算

■位运算概述

所谓“位运算”，是指按二进制位进行运算。

•位运算的特点：运算按二进制逐位进行——没

有借彳立和接彳立。

“位运算量：整型(int,short,unsiged,long)/字

符型(以补码/ASCII码形式存储)，不可为实

型。

•位运算符：P298表12.1

&1A〜«»

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

、位运算符和位运算

位运算符还可与赋值运算符相结合，进行位运

算赋值操作。如：

a&=b等价于a=a&b

a»=b等价于a=a»b

■注意：位运算时的数据类型为char/int,分析

时要化为二进制形式，但在程序中书写及输出

结果时仍为char/int。

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

按位与&(均为1时方为1)

【例一】计算

main()010000(a)

&011000(b)

010000

unsignedchara,b;

printf(Tnteraandb:")；001010(a)

&010000(b)

u,5

scanf(%o,%o,&a,&b);000000

printf(ua&b=%o\n55,a&b);

)

Enteraandb:20,30Enteraandb:12,20

a&b=20a&b=0

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

按位或|(均为0时方为0)

【例二】计算

main()010000(a)

I011000(b)

011000

unsignedchara,b;

printf(Tnteraandb:");001010(a)

I010000(b)

u,5

scanf(%o,%o,&a,&b);011010

printf(ua|b=%o\n,,,a|b);

)

Enteraandb:20,30Enteraandb:12,20

a|b=30a|b=32

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

按位异或八（二者相异方为1）

【例三】以下程序的功能是将。数据的低4位取反。

#include<stdio.h>

main()计算

(00111001(a)

unsignedchara=0x39,b=人00001111(b)

a=aAb;00110110

printf("%x\n",a);

答案：OxOf

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

按位取反~（各位反转）

【例四】计算

main()~a:

(补码：11111100

chara=3;原码：10000100

intb=10;〜b:

printf(''~a=%d,~b=%d\rT,~a「补码

)原码:10001011

结果：〜a=-4,〜b=Tl

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

・左移运算«

a«n将a中各位向左移n位，右端补0,高位溢出丢弃。

例：

【例五】以下程序的运行结果是_____O

main()

(

unsignedinta=0x3ef,b;

b=a«2;

printf("%x,%x\n",a,b);

}

A)3ef,fbB)3ef,fbcC)fbc,3efD)fbc,fbc

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

■左移运算«

计算

【例六】以下程序的运行结5已知：0x1f5为111110101

main()且：Ta为1100

・・・2<<3为1100000

inta=12,b;111110101

b=0x1f5&a«3;&001100000

printf("%d,%d\n"Ja,b);

}001100000=96

结果：12,96

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

■右移运算»

a»n将a中各位右移n位，溢出则舍弃。

左端----

»a为正数时（符号位为0）,填0；

aa为负数时（符号位为1）,填。或填1与系统有关

填0（逻辑右移）

填1（算术右移）TC使用算术右移

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

位运算符的使用

・右移运算»

【例七】以下程序的运行结果是_____

main()

(

inta=9,b=-9;

printf("%d,%d",a»2,b»2);

}

结果:2,-3

(-9的补码：1111111111110111,

右移后为1111111111111101)o

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

应用示例

①从整数a最右端am=10n=3

[「IITIIIIllIIII[III

第m个位置开始[15|14|13|12|10|9|817|6|5|4|3|2|“0|

取该位开始右面b=a»(10-3+1)S!a»8

n位。jo|。|o|o|o|o|o|0I15I14I13I12I11I10I9|8|

算法如下：

-O«3

b=a»(m-n+1)I」「I」V「1”T”「I”。1。1。1

c=~(~O«n)c=*(*O«n)=~(*O«3)

_L------1

d=b&c「0|0|0|U|0巨|0|0|0|0|0|0|011I1I1I

注：位自右向左d=b&c

从0开始编号|o|o|o|o|o|o|o|o|o|o|o|u|u|io|9|8|

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

应用示例

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

二、位段

c语言允许在一个结构体中以位为单位来指定

其成员所占内存长度。这种以位为单位的成员

称为“位段”。

莆田学院现代教育技术中心2004年5月

示例

structdata

(

inti;/*非位段*/

unsignedinta:3;/*占3位*/

unsignedintb:5;/*占5位*/

unsignedint:3;/*无