c语言课件位运算
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C语言课件第12章 位运算
1.
位运算规则: 位运算规则: A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 A&B 0 0 0 1 A|B 0 1 1 1 A^B 0 1 1 0 ~a 1 1 0 0
例12.1 若 a=(15)10=(00001111)2, a=(15) b=(80)10=(01010000)10 则: a&b = 0000 0000, a|b = 0101 1111, a^b =01011111 , ~a = 1111 0000
/*设 a 为待处理的数据,转换成二进制为00001000, /*设 为待处理的数据,转换成二进制为00001000, b用来保存将a的高4位清0后的结果*/ 用来保存将a的高4位清0后的结果* main() { unsigned char a,b,c; a=8; b=a&0x0f; c=b|0xa0; /*c用于保存最终结果*/ b=a&0x0f; c=b|0xa0; /*c用于保存最终结果 用于保存最终结果* printf("%x" printf("%x",c); }
4)左移,右移运算实现将一个数的各个二进制位向左,向 4)左移,右移运算实现将一个数的各个二进制位向左,向 右移若干位. 左移:将一个数的各个二进制位左移若干位,高位左移 左移:将一个数的各个二进制位左移若干位, 后舍弃,低位补0 后舍弃,低位补0 . 若定义: 若定义: int a=8; 即a= 0000 1000 0010 0000 0000 右移:将一个数的各个二进制位右移若个位,低位右移 右移:将一个数的各个二进制位右移若个位, 后舍弃, 还是补1 后舍弃,高位补 0还是补1,要区别有符号数还是无符号 无符号数高位补0 有符号数高位补原符号位. 数:无符号数高位补0,有符号数高位补原符号位. 若定义 unsigned int a=8; 即 00001000, a=8; 00001000, 则语句 a=a>>2 ;将 a 的各二进制位右移 2 位,空出的 高位补 0.结果为: 0000 0010 , 则语句a=a<<2; 则语句a=a<<2;
计算机c语言 chap11位运算PPT教学课件
2020/12/09
11
11.9 位段 有时存储一个信息不必用一个或多个字节，可以在
一个字节中存放几个信息。例如, “真”或“假”用1或 0 表示，只需要 1 位就够了。
一、 在一个字节中存放几个数据
图中：a、b、c、d分别占2位、6位、4位、4位。假定c 原来的值为0，现要变为12，则：
将数 12 左移 4 位，使 1100 成为右边起第 4~7 位。
10
main( )
{unsigned a,b,c; int n;
scanf(“a=%o,n=%d”,&a,&n);
b = a<<(16–n);
c = a>>n;
c = c¦b;
printf(“%o\n%o\n”,a,c);
}
运行情况：
a=157653, n=3
157653 75765
(11011)2 10101)2
11.6 “左移”运算符 << << 用来将一个数的各二进制位全部左移若干位，并在 右边补若干个0。高位左移后溢出，舍弃不起作用。如：
<< 运算的最大用途是做乘法运算。将乘以2n的幂运算
处理202为0/12/左09 移 n 位。
6
11.7 “右移”运算符 >>
>>用来将一个数的各二进制位全部右移若干位，移 到右边的低位被舍弃，对无符号数，高位补0。
二、 位段 位段是以位为单位定义长度的结构体类型中的成员。
struct packed_data { unsigned a: 2;
unsigned b: 6; unsigned c: 4; unsigned d: 4; int i; }data; 结构体中 2020/12/09 a、b、c、d 共占 2 个字节，i 占2个字节1。3
04-课件：位运算的C语言实现
位运算的C语言实现•什么是位运算•位运算有哪些•怎么用？数据在计算机内以二进制的形式存储例如十进制13的二进制形式：0000 1101位运算就是对二进制中的每一位进行处理0101,0111& 1011,10110001,0011•什么是位运算位运算的C语言实现•位运算有哪些1、按位与运算（&）0101,0111& 1011,10110001,00112、按位或运算(|)0101,0111|1011,10111111,1111c=a&b c=a|b位运算的C语言实现3、按位异或运算(^)4、按位求反运算符（~）~a:0101,0111b: 1010,1000a: 0101,0111^ b: 1011,1011c: 1110,1100c=a^bb=~a•位运算有哪些?位运算的C语言实现•位运算有哪些5.移位运算左移、右移运算表达式的一般形式为：x << n 或x >> n其中x为移位运算对象，是要被移位的量；n是要移动的位数。
数据左移或右移后空出来的位置补0。
a: 1101,0011b=a<<2: 0100,1100c=b>>2: 0001,0011位运算的C语言实现•怎么用？位运算使得我们可以灵活处理二进制位，如•用&清零特定位：1010 & 0000 = 0000•用|将某一位置1: 1010 | 0100 = 1110•取某数中指定位•不引用第三个变量，交换两个变量的值tmp=a; a=b;b=tmp;a=a^b; b=b^a; a=a^b;0101,0111 ^1011,1011 1110,1100a b a b a1011,1011 0101,0111位运算的C语言实现•用在哪里？And--用于二进制取位操作，例如：and 1的结果就是取二进制的最末位。
这可以用来判断一个整数的奇偶，二进制的最末位为0表示该数为偶数，最末位为1表示该数为奇数。
C语言关系运算符和位运算符PPT课件
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关系运算符和关系表达式
2.关系表达式 • 用关系运算符将两个表达式（可以是算术表达式或
关系表达式，逻辑表达式，赋值表达式，字符表达式） 接起来的式子，称关系表达式 C语言中没有专用
的逻辑值，1代表
例：a>b,a+b>b+c,(a=3)>(b=5),’a’<‘b’,(a真>b，)0>代(b表<c假)
a=2,b=1,c=0,d=1
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逻辑运算符和逻辑表达式
逻辑运算符的应用： (1) 表示成绩（grade) 在90以上(含)和60分以下的情况：
grade>=90 || grade<60 (2) 表示 x 是大于0的偶数:
x>0 && (x%2==0) (3) 判断闰年的条件是符合下列两种之一:
• 关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。
例：关系表达式”a>b”的值为“真”，表达式的值为1。 a=3,b=2,c=1 则关系表达式“(a>b)==c”的值为1
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关系运算符和关系表达式
例 int a=3,b=2,c=1,d,f; 例 int i=1, j=7,a;
a>b
//表达式值1
两个相应的二进制位中只要有一个为１，该位的结果值为１。 即 ０|０＝０，０|１＝１，１|０＝１，１|１＝１ 例： 060|017,将八进制数60与八进制数17进行按位或运算。
00110000 | 00001111
00111111
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“按位或”运算符 0000 0000 0010 1001
概念 位运算是指按二进制位进行的运算。因为在系统软件中，常要处理二进制位的问题。 例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移一位，两个数按位相加等。 Ｃ语言提供位运算的功能，与其他高级语言（如PASCAL）相比，具有很大的优越性。
关系运算符和关系表达式
2.关系表达式 • 用关系运算符将两个表达式（可以是算术表达式或
关系表达式，逻辑表达式，赋值表达式，字符表达式） 接起来的式子，称关系表达式 C语言中没有专用
的逻辑值，1代表
例：a>b,a+b>b+c,(a=3)>(b=5),’a’<‘b’,(a真>b，)0>代(b表<c假)
a=2,b=1,c=0,d=1
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逻辑运算符和逻辑表达式
逻辑运算符的应用： (1) 表示成绩（grade) 在90以上(含)和60分以下的情况：
grade>=90 || grade<60 (2) 表示 x 是大于0的偶数:
x>0 && (x%2==0) (3) 判断闰年的条件是符合下列两种之一:
• 关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。
例：关系表达式”a>b”的值为“真”，表达式的值为1。 a=3,b=2,c=1 则关系表达式“(a>b)==c”的值为1
第4页/共42页
关系运算符和关系表达式
例 int a=3,b=2,c=1,d,f; 例 int i=1, j=7,a;
a>b
//表达式值1
两个相应的二进制位中只要有一个为１，该位的结果值为１。 即 ０|０＝０，０|１＝１，１|０＝１，１|１＝１ 例： 060|017,将八进制数60与八进制数17进行按位或运算。
00110000 | 00001111
00111111
第26页/共42页
“按位或”运算符 0000 0000 0010 1001
概念 位运算是指按二进制位进行的运算。因为在系统软件中，常要处理二进制位的问题。 例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移一位，两个数按位相加等。 Ｃ语言提供位运算的功能，与其他高级语言（如PASCAL）相比，具有很大的优越性。
C语言程序设计实用教程课件第8章位操作程序设计
例8-1 位运算的应用
void main() { unsigned int w1=0x155,w2=0x1c7,w3=0x52; int w4=-128,w5=128; printf("%x %x %x \n",w1&w2,w1|w2,w1^w2); printf("%x %x %x \n",~w1,~w2,~w3); printf("%x %x %x \n",w1^w2,w1&~w2,w1|w2|w3); printf("%x %x \n",w1|w2&w3,w1&w2|w3); printf("%x %x \n",~(~w1&~w2),w1|w2); printf("%d %d \n",w4>>1,w5<<1);
flag3=flag1&0xf0; //屏蔽低4位后,将高4位送给flag3
flag3>>=4;
//将高4位移到低4位
flag4=flag2|flag3;
printf("%x \n",flag1);
printf("%x \n",flag4);
}
8f f8
例8-4 编写一个带参数的宏clearBit(x,n)，用于 将x的第n位置0，假设n>=0。
8.2位域
位域的声明形式： struct 结构体名 { 类型1 成员1: 长度; 类型2 成员2: 长度; … 类型n成员3: 长度; } 位域变量;
8.2位域
例如： struct BitSeg1 { unsigned char a:4; unsigned char b:3; unsigned char c:1; } flags;
C语言程序设计课件位运算
示例二
使用位异或运算可以检测一个整数的奇偶性。例如，将一 个整数与1进行位异或运算，如果结果为1，则该整数为奇 数；如果结果为0，则该整数为偶数。
示例三
使用位异或运算可以实现快速取模运算。例如，将一个整 数与一个常数进行位异或运算，可以得到该整数除以该常 数的余数。
06 位非运算
位非运算的定义
• 位非运算是一种位运算操作，它对一个二进制数的每一位进行取反操作。如果某一位是1，则位非运算后变为0；如果某一 位是0，则位非运算后变为1。
部分数组交换等。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
右移位运算
总结词
将二进制位向右移动若干位。
详细描述
右移位运算符（>>）将一个数的二进制位向右移动若干位，左侧空出的位用符号位填充。对于有符号整数，右 侧空出的位用符号位填充；对于无符号整数，右侧空出的位用0填充。右移位运算实质上是将该数除以2的若干次 方。
无符号右移位运算
总结词
将二进制位向右移动若干位，左侧空出的位用0填充。
C语言程序设计课件位运算
目录
• 位运算概述 • 移位运算 • 位与运算 • 位或运算 • 位异或运算 • 位非运算
01 位运算概述
位运算的定义
01
位运算是一种以二进制位为对象 的运算方式，通过对二进制位进 行操作来执行特定的功能。
02
在C语言中，位运算符包括按位与 (&)、按位或(|)、按位异或(^)、 按位取反(~)、左移(<<)和右移 (>>)。
位非运算的规则
位非运算的规则是将一个二进制数的 每一位都进行取反操作。具体来说， 如果某一位是1，则位非运算后变为0； 如果某一位是0，则位非运算后变为1。
使用位异或运算可以检测一个整数的奇偶性。例如，将一 个整数与1进行位异或运算，如果结果为1，则该整数为奇 数；如果结果为0，则该整数为偶数。
示例三
使用位异或运算可以实现快速取模运算。例如，将一个整 数与一个常数进行位异或运算，可以得到该整数除以该常 数的余数。
06 位非运算
位非运算的定义
• 位非运算是一种位运算操作，它对一个二进制数的每一位进行取反操作。如果某一位是1，则位非运算后变为0；如果某一 位是0，则位非运算后变为1。
部分数组交换等。
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右移位运算
总结词
将二进制位向右移动若干位。
详细描述
右移位运算符（>>）将一个数的二进制位向右移动若干位，左侧空出的位用符号位填充。对于有符号整数，右 侧空出的位用符号位填充；对于无符号整数，右侧空出的位用0填充。右移位运算实质上是将该数除以2的若干次 方。
无符号右移位运算
总结词
将二进制位向右移动若干位，左侧空出的位用0填充。
C语言程序设计课件位运算
目录
• 位运算概述 • 移位运算 • 位与运算 • 位或运算 • 位异或运算 • 位非运算
01 位运算概述
位运算的定义
01
位运算是一种以二进制位为对象 的运算方式，通过对二进制位进 行操作来执行特定的功能。
02
在C语言中，位运算符包括按位与 (&)、按位或(|)、按位异或(^)、 按位取反(~)、左移(<<)和右移 (>>)。
位非运算的规则
位非运算的规则是将一个二进制数的 每一位都进行取反操作。具体来说， 如果某一位是1，则位非运算后变为0； 如果某一位是0，则位非运算后变为1。
位运算PPT
规则：高位不论0或1都丢弃，低位空位以0填充； 特征：高位丢弃的没有1时，左移i位，变成2i倍 例如：int a=50; 0x32 printf(“%d”,a<<3); 运算: 0x32: 00000000 00110010 <<3得到 00000000001 10010000 结果为：400 ( = 23×50 )
0^0=0 1^0=1 0^1=1
9 / 26
按位异或的特性
1）与二进制1异或——具有翻转性
0 ^）1 1 1 ^）1 0
2）与二进制0异或——具有保持性
0 ^）0 0
1 ^）0 1
10 / 26
按位异或的特性
3）与同一个二进制数连续两次异或后恢 复原值不变——具有恢复性 即: a^b^b=a 1011
13 / 26
三种交换算法的总结
t=a; a=b; b=t; a=a+b; b=a-b; a=a-b; a=a^b; b=a^b; a=a^b; 或： a^=b^=a^=b;
优点：不会溢出，可用于多种 数据类型（指针，字符串等） 缺点：多用一个变量。 优点：不增加变量。 缺点：可能数值溢出。不能用 于非数值交换。 优点：速度快，不会数值溢出。 缺点：只能用于整型量交换。
作用 按位取反 左移 右移 按位与 按位异或 按位或
优先级 1 2 3 4 5
1 / 26
按位取反——单目运算符~
以二进制位为单位，1变成0，0变成1。 8位的~1=11111110 例如：main(){ int a=025; printf("%d",~a); getch(); } （025是个八进制数字) 计算：025→0000000000010101 ~025→1111111111101010——负数(补码) 结果： ~025＝ -2210
0^0=0 1^0=1 0^1=1
9 / 26
按位异或的特性
1）与二进制1异或——具有翻转性
0 ^）1 1 1 ^）1 0
2）与二进制0异或——具有保持性
0 ^）0 0
1 ^）0 1
10 / 26
按位异或的特性
3）与同一个二进制数连续两次异或后恢 复原值不变——具有恢复性 即: a^b^b=a 1011
13 / 26
三种交换算法的总结
t=a; a=b; b=t; a=a+b; b=a-b; a=a-b; a=a^b; b=a^b; a=a^b; 或： a^=b^=a^=b;
优点：不会溢出，可用于多种 数据类型（指针，字符串等） 缺点：多用一个变量。 优点：不增加变量。 缺点：可能数值溢出。不能用 于非数值交换。 优点：速度快，不会数值溢出。 缺点：只能用于整型量交换。
作用 按位取反 左移 右移 按位与 按位异或 按位或
优先级 1 2 3 4 5
1 / 26
按位取反——单目运算符~
以二进制位为单位，1变成0，0变成1。 8位的~1=11111110 例如：main(){ int a=025; printf("%d",~a); getch(); } （025是个八进制数字) 计算：025→0000000000010101 ~025→1111111111101010——负数(补码) 结果： ~025＝ -2210
C语言课件 第十二章 位运算
程序如下： 程序如下： main( ) a， {unsigned a，b，c； n； int n； scanf("a=%o，n=%d"，&a，&n)； scanf("a=%o，n=%d"，&a，&n)； b=a＜＜(16-n)； ＜＜(16 b=a＜＜(16-n)； c=a＞＞n； c=a＞＞n ＞＞ c=c|b； c=c|b； printf("%o\n%o"， c)； printf("%o\n%o"，a，c)； }
可以用下面介绍的位段结构体的方法。 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”或称 “位域” ( bit field) 。利用位段 能够用较少的位数存储数据。
例如： 例如： packedstruct packed-data a∶2； {unsigned a∶2； b∶6； unsigned b∶6； c∶4； unsigned c∶4； d∶4； unsigned d∶4； int i； }data； }data； 见图12.6 其中a 12.6。 分别占2 见图12.6。其中a、b、c、d分别占2位、6 为整型。共占4个字节。 位、4位、4位。i为整型。共占4个字节。
此二 位舍 弃
右移一位相当于除以2,右移n位相当于除以2n。 在右移时,需要注意符号位问题。 对无符号数,右移时左边高位移入0。 对于有符号的值,如果原来符号位为0(该数为正), 则左边也是移入0。 如果符号位原来为1(即负数),则左边移入0还是1, 要取决于所用的计算机系统。有的系统移入0,有 的移入1。移入0的称为“逻辑右移”,即简单右 移。移入1的称为“算术右移”。
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按位与的用途： (1) 清零
若想对一个存储单元清零，即使其全部二进制位为 ０，只要找一个二进制数，其中各个位符合以下条 件：原来的数中为１的位，新数中相应位为０。然 后使二者进行＆运算，即可达到清零目的。
例： 原有数为００１０１０１ １，另找一个数，设它为１ ００１０１００，这样在原 数为１的位置上，该数的相 应位值均为０。将这两个数 进行＆运算：
12.1.3“异或”运算符（∧）
异或运算符∧也称XOR运算符。它的规则是： 若参加运算的两个二进制位同号则结果为０（假）
异号则结果为１（真）
即:0∧0=0，0∧1=1，1∧0=1， 1∧1=0
例：
00111001 ∧ 00101010
00010011
即:071∧052=023 （八进制数）
∧运算符应用：
12.1.4 “取反”运算符（～）
～是一个单目（元）运算符，用来对一个二进制 数按位取反，即将０变１，将１变０。例如，～ ０２５是对八进制数２５（即二进制数０００１ ０１０１）按位求反。
0000000000010101 （～）
1111111111101010 (八进制数177752)
L6 L7
L8 L9
（１） 使特定位翻转
设有０１１１１０１０，想使其低４位翻 转，即１变为０，０变为１。可以将它与０ ０００１１１１进行∧运算，即：
运算结果的低４位正好 是原数低４位的翻转。可 见，要使哪几位翻转就将 与其进行∧运算的该几位 置为１即可。
01111010 ∧ 00001111
01110101
（２） 与０相∧，保留原值
例： 060|017,将八进制数60与八进制数17进行 按位或运算。
00110000 | 00001111
00111111
应用：按位或运算常用来对一个数据的某 些位定值为１。例如：如果想使一个数ａ 的低４位改为１，只需将ａ与０１７进行 按位或运算即可。
例： ａ是一个整数（１６位）， 有表达式：ａ | ０３７７ 则低８位全置为１，高８位保留原样。
00101011 & 10010100
00000000
(2) 取一个数中某些指定位 如有一个整数ａ（２个字节），想要取其中
的低字节，只需将ａ与8个1按位与即可。
a 00101100 1010110 0 b 00000000 1111111 1 c 00000000 1010110 0
(3)保留一位的方法：与一个数进行＆运算， 此数在该位取１。
§12.1 位运算符和位运算
Ｃ语言提供的位运算符有：
运算符 含义
＆ 按位与 | 按位或 ∧ 按位异或
运算符
～ 取反 << 左移
>> 右移
含义
说明：
(1)位运算符中除～以外，均为二目（元）运算符， 即要求两侧各有一个运算量。
(2)运算量只能是整型或字符型的数据，不能为实型 数据。
12.1.1“按位与”运算符（＆）
例：有一数０１０１０１００，想把其中左面第 ３、４、５、７、８位保留下来，运算如下：
01010100(84) & 00111011(59)
00010000(16)
即：a=84,b=59 c=a&b=16
12.1.2 “按位或”运算符（|）
两个相应的二进制位中只要有一个为１，该位的 结果值为１。 即 ０|０＝０，０|１＝１，１|０＝１，１|１＝１
按位与是指：参加运算的两个数据，按二进制位进行 “与”运算。如果两个相应的二进制位都为１，则 该位的结果值为１；否则为０。即：
０＆０＝０，０＆１＝０，１＆０＝０，１＆１＝１
例：３＆５并不等于８，应该是按位与运算：
00000011(3) & 00000101(5)
00000001(1)
3&5的值得１
注意：如果参加&运算的是 负数（如-3&-5），则要以 补码形式表示为二进制数 ，然后再按位进行“与” 运算。
ａ＝１b∧a的结果，b已变成３）
（∧）ａ＝１１１
ａ＝１００（a∧b的结果，a已变成４）
即等效于以下两步：
① 执行前两个赋值语句：“ａ＝ａ∧ｂ；”和“ｂ ＝ｂ∧ａ；”相当于b=b∧(a∧b)。
② 再执行第三个赋值语句： ａ＝ａ∧ｂ。由于a的 值等于（ａ∧ｂ），b的值等于（ｂ∧ａ∧ｂ）， 因此，相当于a=ａ∧ｂ∧ｂ∧ａ∧ｂ，即a的值等 于ａ∧ａ∧ｂ∧ｂ∧ｂ，等于ｂ。 ａ得到ｂ原来的值。
例如：012∧00=012
00001010 ∧ 00000000
00001010
因为原数中的１与０进行∧运算得１， ０∧０得０，故保留原数。
（３） 交换两个值，不用临时变量
例如：ａ＝３，ｂ＝４。
想将ａ和ｂ的值互换，可以用以下赋值语句实现：
ａ＝a∧b;
ｂ＝b∧a;
ａ＝０１１
ａ＝a∧b; （∧）ｂ＝１００
第十二章
主要内容
12.1位运算符和位运算 12.2位运算举例 12.3位段
概念
位运算是指按二进制位进行的运算。因为在 系统软件中，常要处理二进制位的问题。 例如：将一个存储单元中的各二进制位左移 或右移一位，两个数按位相加等。 Ｃ语言提供位运算的功能，与其他高级语言 （如PASCAL）相比，具有很大的优越性。
假设以一个字节（８位）存一个整数，若 ａ为无符号整型变量，则ａ＝６４时，左移 一位时溢出的是０，而左移２位时，溢出的 高位中包含１。
12.1.6 右移运算符(>>) 右移运算符是a>>2表示将a的各二进制位 右移2位，移到右端的低位被舍弃,对无符号 数,高位补0。 例如： a=017时: a的值用二进制形式表示为00001111 ， 舍弃低2位11： a>>2=00000011
右移一位相当于除以2 右移n位相当于除以2n。
在右移时,需要注意符号位问题： 对无符号数,右移时左边高位移入0；对于有
12.1.5 左移运算符（＜＜）
左移运算符是用来将一个数的各二进制位 全部左移若干位。
例如：a=<<2 将ａ的二进制数左移２位，右补０
。 若ａ＝１５，即二进制数００００１１１１， 左移２位得００１１１１００，(十进制数６０)
高位左移后溢出，舍弃。
12.1.5 左移运算符（＜＜）
左移１位相当于该数乘以２，左移２位相 当于该数乘以22＝４,15＜＜2=60，即乘了 ４。但此结论只适用于该数左移时被溢出舍 弃的高位中不包含１的情况。