《C语言程序设计与数据结构》第11章 位 运 算.ppt

1、C语言程序设计与数据结构,第十一章 位 运 算,C语言程序设计与数据结构,总体要求： 理解掌握位运算的六种位运算符及其使用方法 了解位段数据结构的定义及使用 学习重点： 六种位运算的综合使用 11.1 位运算符概述 11.2 基本位运算符及其功能 11.3 位域（位段）,C语言程序设计与数据结构,11.1 位运算符概述 所谓位运算是指对二进制位的运算，可以实现按位与、按 位或、按位异或、按位取反以及左移、右移等运算。 C语言提供了以下6种位运算符： 1） b=ba a=ab; 请读者自己分析，为什么能实现交换的功能？,C语言程序设计与数据结构,11.2.4 取反()运算符 求反运算符为单目运算

2、符。其功能是对参与运算的数的各二进位按位求反，即1变0，0变1。其真值表如表11-4所示。 表11-4 按位反运运算真值表 如：(00001100)，其结果为：11110011 【例11.6】求 052（即二进制数0000000000110100）按位求反的值。 因为八进制数052，在内存中占两个字节，共16位，因此： 0000000000110100= 1111111111001011 得到的结果为八进制数0177713，即： 052= 0177713 。 不要以为 052的值是-52。 运算符的优先级别比算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和其他位运算符都高，例如：a a=10; b=a3;

3、 二进制数左移过程如下： a: 0000 0000 0000 1010 (a=10) b=a2 : 0000 0000 010 10000 (b=80=8*10),C语言程序设计与数据结构,提示：左移时，当左端移出舍弃的高位中不包含有效二进制数1时，每左移1位相当于移位对象乘以2，左移2位相当于移位对象乘以22=4。上例11.8中b=20，就是103=80,即乘了8。某些情况下，可以利用左移的这一特性代替乘法运算，以加快运算速度。如果左端（高位）移出舍弃的部分包含有效的二进制数1，这一功能特性则不起作用。 【例11.8】 定义两个字符型变量a和b，其中a的值为68，将其a的二进制数左移2位送入

4、b中。 主要程序代码如下： char a，b; a=68; b=a2; 二进制数左移过程如下： a: 0100 0100 (a=68) b=a2 : 0001 0000 (b=16) 提示： 当a左移1位后相当于乘2，左移2位后，将a中的二进制数1移出舍弃，从而使b的值为16（注意：a的值没有变）。,C语言程序设计与数据结构,11.2.6 右移()运算符 右移运算符“”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。 如：a2表示a右移两位。如a的值为10，则右移两位的结果如下： a ：00001010 a2：00000010 提示：对于有符号数

5、，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时，最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定，移入0的称为“逻辑右移”，移入1的称为“算术右移”。 【例11.9】 定义值为20的整型变量a，将a的二进制数右移2位并输出。 程序代码如下： main( ) int a=20; printf(%dn,a2); a在内存存储的二进制数值为： 0000 0000 0000 1111 a2后，二进制数值为: 0000 0000 0000 0011 输出的十进制数值为：5。 提示：右移1位相当于该数除以2，右移2位相当与该数除以2*2=4。,C语言程序设计与数据结构,【例11.1

6、0】 定义整型变量a，其中a的值为八进制数0174000，将其a的二进制数算术右移2位并输出。 程序代码如下： main( ) int a=0174000; printf(%dn ,a2); printf(%on ,a2); a在内存存储的二进制数值为: 1111 1000 0000 0000 a2后，二进制数值为： 1111 1110 0000 0000 输出的十进制数值为：-512。 输出的八进制数值为：177000,C语言程序设计与数据结构,11.2.7 位运算的复合赋值运算符 位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运算符，常用的有： 其中位域列表的形式为： 类型说明符 位域名：位域长度

7、例如： struct bs int a:8; int b:4; int c:4; ; 位域变量的说明与结构变量说明的方式相同。可采用先定义后说明，同时定义说明或者直接说明这三种方式。 例如： struct bs int a:8; int b:4; int c:4; data; 说明data为bs变量，共占两个字节16位。其中位域a占8位，位域b占4位，位域c占4位。,C语言程序设计与数据结构,对于位域的定义有以下几点说明： 一个位域必须存储在同一个字节中，不能跨两个字节。如一个字节所剩空间不够存放另一位域时，应从下一单元起存放该位域。也可以有意使某位域从下一单元开始。 例如： struct b

8、s unsigned a:6 unsigned :0 /*空域*/ unsigned b:4 /*从下一单元开始存放*/ unsigned c:4 在这个位域定义中，a占第一字节的6位， 后面出现了长度为0的位域，其作用是使下一个位域从下一个存储单元开始存放。所以，b从第二字节开始占用4位，c占用4位。 由于位域不允许跨两个字节，因此位域的长度不能大于一个字节的长度，也就是说不能超过8位二进制位。 位域可以无位域名，这时它只用来作填充或调整位置。无名的位域是不能使用的。例如： struct k int a:1 int :2 /*该2位不能使用*/ int b:3 int c:2 ; 从以上分析

9、可以看出，位域在本质上就是一种结构类型，不过其成员是按二进位分配的。,C语言程序设计与数据结构,11.3.2 位域的使用 位域的使用和结构成员的使用相同，其一般形式为： 位域变量名位域名 位域允许用各种格式输出。 【例11.12】 main() struct bs unsigned a:1; unsigned b:3; unsigned c:4; bit,*pbit; bit.a=1; bit.b=7; bit.c=15; printf(%d,%d,%dn,bit.a,bit.b,bit.c); pbit= ,C语言程序设计与数据结构,上例程序中定义了位域结构bs，三个位域为a,b,c。说明了bs类型的变量bit和指向bs类型的指针变量pbit。这表示位域也是可以使用指针的。程序的9、10、11三行分别给三个位域赋值(应注意赋值不能超过该位域的允许范围)。程序第12行以整型量格式输出三个域的内容。第13行把位域变量bit的地址送给指针变量pbit。第14行用指针方式给位域a重新赋值，赋为0。第15行使用了复合的位运算符,则以下表达式中值为零的是 A）