c语言第12章-位运算

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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[Return]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

2、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11-1是1个字节各二进制位的编号。1个字节各二进制位的编号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。765432103.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

3、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。11.2位运算11.2.1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。2．按位或──

4、(1)格式：x

5、y(2)规则：对应位均为0时才为0，否则为1：3

6、9=11。例如，3

7、9=11：

8、0011

9、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．

10、按位左移──<<(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

11、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=20：0101→10100，20>>2=5：10100→00101。（3）实现&、

12、、^运算主要用途的方法1）构造1个整数：该数在要取（或保留）的位、或要置1的位、或要翻转的位上为1，其余均为0。2）进行按位与、或按位或、或按位异或操作。（4）实现按位取反主要用途的方法1）求~0，间接地构造一个全1的数；2）按需要进行左移或右移操作，构造出所需要的数。例如，直接构造一个全1的数，在IBM-PC机中为0xffff（2字节），而在VAX-1

13、1/780上，却是0xffffffff（4字节）。如果用~0来构造，系统可以自动适应。具体应用，请参见[案例11.1]。11.2.2应用举例[案例11.1]从键盘上输入1个正整数给int变量num，输出由8～11位构成的数（从低位、0号开始编号）。基本思路：（1）使变量num右移8位，将8～11位移到低4位上。（2）构造1个低4位为1、其余各位为0的整数。（3）与num进行按位与运算。/*案例代码文件名：AL11_1.C*//*程序功能：输出一个整数中由8～11位构成的数*/main(){intn

14、um,mask;printf("Inputaintegernumber:");scanf("%d",&num);num>>=8;/*右移8位，将8～11位移到低4位上*/mask=~(~0<<4);/*间接构造1个低4位为1、其余各位为0的整数*/printf("result=0x%x",num&mask);}[程序演示]程序运行情况：Inputaintegernumber:1000←┘result=0x3程序说明：~(~0<<4)按位取0的反，为全1；左移4位后，其低4位为0