C语言程序设计教程(第二版)教学课件徐新华第11章 位运算.ppt

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1、第11章位运算为节省内存空间，在系统软件中常将多个标志状态位，简单地组合在一起，存储到1个字(节)中。为此，Ｃ语言提供了按二进制位进行运算的功能，将标志状态位从标志字节中分离出来。教学目的：掌握各种位运算主要用途和实现方法；了解数的原码、反码和补码(数在计算机中的表示)。9/18/20211教学内容：11.1数值在计算机中的表示11.2*位运算本章要点本章作业与上机实践9/18/2021211.1数值在计算机中的表示1、二进制位与字节1个字节由8个二进制位(bit)构成，每位的取值为0/1。自右→左，从0开始，依次编号，如下图所示：01234567最低位最高位9/18/202132、数值的原

2、码表示将最高位用作符号位(0-正数，1-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00001001-9的原码是10001001。表示正数表示负数9/18/202143、数值的反码表示(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、0变1)。例如，-9的反码：①符号位：1②其余7位：

3、-9

4、的原码=0001001按位取反=1110110③-9的反码=111101109/18/202154、数值的补码表示(1)

5、正数的补码：与原码相同。(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，再加1。例如，求-9的补码：①符号位：1②其余7位：

6、-9

7、的原码=0001001按位取反=1110110再加1=1110111③-9的补码=111101119/18/202165、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)：(1)使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；(2)减法也可按加法来处理。[返回]9/18/2021711.2*位运算11.2.1按位与(&)11.2.2按位或(

8、)11.2.3按位异或(^)11.2.4按位取反(~)11.2.5位左移(<<)11.2.

9、6位右移(>>)11.2.7说明11.2.8应用举例[返回]9/18/2021811.2.1按位与(&)1.格式：x&y2.规则：对应位均为1时，才为1；否则为0。例如，3&9=1：0011&1001=00013.主要用途：保持1个数的某(些)位不变，其余各位置0。9/18/202194.实现方法(1)构造1个整数：保持不变的位为1，其余为0。(2)进行按位与操作。例如，保持9的最低位不变，其余各位置0：●构造1个整数00000001=1●9&1=00000001。思考：如何保留整数x的最低2位，其余各位置0？[返回]9/18/20211011.2.2按位或(

10、)1.格式：x

11、y2.规则：对

12、应位均为0时才为0，否则为1。例如，3

13、9=11：0011

14、1001=1011(11)3.主要用途：将1个数的某(些)位置1，其余各位不变。9/18/2021114.实现方法(1)构造1个整数：置1的位上为1，其余位均为0。(2)进行按位或操作。例如，将8的最低位置1，其余各位不变：●构造整数00000001=1●8

15、1=00001001思考：如何将整数x的最低2位置1，其余各位不变？[返回]9/18/20211211.2.3按位异或(^)1.格式：x^y2.规则：对应位相同时为0，不同时为1。例如，3^9=10：0011^1001=1010(10)3.主要用途：使1个数的某(些)位翻转，其

16、余各位不变。1→0，0→19/18/2021134.实现方法(1)构造1个整数：要翻转的位上为1，其余均为0。(2)进行按位异或操作。例如，使9的最低2位翻转，其余各位不变：●构造整数00000011=3●9^3=00001010。思考：如何使整数x的最低2位翻转，其余各位不变？[返回]9/18/20211411.2.4按位取反(~)1.格式：~x2.规则：各位翻转。例如，在IBM-PC机中，~0＝0xffff，~9=0xfff6。3.主要用途：间接地构造一个全1的数(~0)。无论16/32位计算机，0的表达都是0。9/18/202115例如，直接构造一个全1的数：●在IBM-PC等16位机

17、中为0xffff(2字节)；●在VAX-11/780等32位机中，却是0xffffffff(4字节)。如果用~0来构造，系统可以自动适应。[返回]9/18/20211611.2.5位左移(<<)1.格式：x<<位数2.规则：使操作数的各位左移，移出的高位(包括符号位)舍弃，低位补0。例如，5<<2：0000010100010100=2036<<10：0000,0000,0010,01001001,0000,0