C语言课件系列

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1、第12章位运算为了节省内存空间，在系统软件中常将多个标志状态简单地组合在一起，存储到一个字节（或字）中。Ｃ语言是为研制系统软件而设计的，所以她提供了实现将标志状态从标志字节中分离出来的位运算功能。所谓位运算是指，按二进制位进行的运算。12.1数值在计算机中的表示12.2位运算12.3位段12.1数值在计算机中的表示1.二进制位与字节计算机系统的内存储器，是由许多称为字节的单元组成的，1个字节由8个二进制位（bit）构成，每位的取值为0/1。最右端的那1位称为“最低位”，编号为0；最左端的那1位称为“最高位”，而且从最低位到最高位顺序，依次编号。图1

2、个字节各二进制位的编号7654321012.1数值在计算机中的表示2.数值的原码表示数值的原码表示是指，将最高位用作符号位（0表示正数，1表示负数），其余各位代表数值本身的绝对值（以二进制形式表示）的表示形式。为简化描述起见，本节约定用1个字节表示1个整数。例如，+9的原码是00001001└→符号位上的0表示正数-9的原码是10001001。└→符号位上的1表示负数3.数值的反码表示数值的反码表示分两种情况：（1）正数的反码：与原码相同。例如，+9的反码是00001001。（2）负数的反码：符号位为1，其余各位为该数绝对值的原码按位取反（1变0、

3、0变1）。例如，-9的反码：因为是负数，则符号位为“1”；其余7位为-9的绝对值+9的原码0001001按位取反为1110110，所以-9的反码是11110110。4.数值的补码表示数值的补码表示也分两种情况：（1）正数的补码：与原码相同。例如，+9的补码是00001001。（2）负数的补码：符号位为1，其余位为该数绝对值的原码按位取反；然后整个数加1。例如，-9的补码：因为是负数，则符号位为“1”；其余7位为-9的绝对值+9的原码0001001按位取反为1110110；再加1，所以-9的补码是11110111。4.数值的补码表示已知一个数的补码，

4、求原码的操作分两种情况：（1）如果补码的符号位为“0”，表示是一个正数，所以补码就是该数的原码。（2）如果补码的符号位为“1”，表示是一个负数，求原码的操作可以是：符号位不变，其余各位取反，然后再整个数加1。例如，已知一个补码为11111001，则原码是10000111（-7）：因为符号位为“1”，表示是一个负数，所以该位不变，仍为“1”；其余7位1111001取反后为0000110；再加1，所以是10000111。5.数值在计算机中的表示──补码在计算机系统中，数值一律用补码表示（存储），原因在于：使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减

5、法也可按加法来处理。另外，两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。101100101100110110110011原码反码补码(=反码+1)-77原码反码补码12.2位运算12.2.1位运算及其运算符1．按位与──&(1)格式：x&y(2)规则：对应位均为1时才为1，否则为0：3&9=1。例如，3&9=1：0011&1001────0001=1(3)主要用途：取(或保留)1个数的某(些)位，其余各位置0。12.2位运算12.2.1位运算及其运算符2．按位或──

6、(1)格式：x

7、y(2)规则：对应位均为0时才为0，否则

8、为1：3

9、9=11。例如，3

10、9=11：0011

11、1001────1011=11(3)主要用途：将1个数的某(些)位置1，其余各位不变。3．按位异或──^(1)格式：x^y(2)规则：对应位相同时为0，不同时为1：3^9=10。(3)主要用途：使1个数的某(些)位翻转(即原来为1的位变为0，为0的变为1)，其余各位不变。4．按位取反──~(1)格式：~x(2)规则：各位翻转，即原来为1的位变成0，原来为0的位变成1：在IBM-PC机中，~0＝0xffff，~9=0xfff6。(3)主要用途：间接地构造一个数，以增强程序的可移植性。5．按位左移──

12、<<(1)格式：x<<位数(2)规则：使操作数的各位左移，低位补0，高位溢出：5<<2=20。6．按位右移──>>(1)格式：x>>位数(2)规则：使操作数的各位右移，移出的低位舍弃；高位：1)对无符号数和有符号中的正数，补0；2)有符号数中的负数，取决于所使用的系统：补0的称为“逻辑右移”，补1的称为“算术右移”。例如，20>>2=5。说明：（1）x、y和“位数”等操作数，都只能是整型或字符型数据。除按位取反为单目运算符外，其余均为双目运算符。（2）参与运算时，操作数x和y，都必须首先转换成二进制形式，然后再执行相应的按位运算。例如，5<<2=2

13、0：0101→10100，20>>2=5：10100→00101。（3）实现&、

14、、^运算主要用途的方法1）构造1个整数：