第11章位运算
C#程序设计 第11章 结构体、联合体与位运算

第11章结构体、联合体与位运算本章介绍结构体、联合体及枚举类型等三种新的构造型数据类型以及位运算的基本方法,包括结构体的含义;结构体类型变量的定义、引用及初始化方法;结构体数组的定义和数组元素的引用;结构体类型指针的概念及链表的基本操作方法;联合体的含义;联合体类型变量的定义方法;枚举类型的定义; TYPEDEF的作用和位运算的基本方法等。
11.1 结构体类型通过前面有关章节的学习,我们认识了整型、实型、字符型等C语言的基本数据类型,也了解了数组这样一种构造型的数据结构,它可以包含一组同一类型的元素。
但仅有这些数据类型是不够的。
在实际问题中,有时需要将不同类型的数据组合成一个有机的整体,以便于引用。
例如,在新生入学登记表中,一个学生的学号、姓名、性别、年龄、总分等,它们属于同一个处理对象,却又具有不同的数据类型。
如图11-1。
每增加、删减或查阅一个学生记录,都需要处理这个学生的学号、姓名、性别、年龄、总分等数据,因此,有必要把一个学生的这些数据定义成一个整体。
图11-1虽然数组作为一个整体可用来处理一组相关的数据,但不足的是,一个数组只能按序组织一批相同类型的数据。
对于一组不同类型的数据,显然不能用一个数组来存放,因为数组中各元素的类型和长度都必须一致。
为了解决这个问题,C语言中给出了另一种构造数据类型——“结构体”。
11.1.1 结构体类型与结构体变量结构体是一种构造类型,它由若干“成员”组成。
每一个成员可以是一个基本数据类型或者又是一个构造类型。
结构体既然是一种构造而成的数据类型,那么在使用之前必须先定义它,如同在调用函数之前要先定义或声明一样。
定义一个结构体类型的一般形式为:struct 结构体名{ 成员1 类型1;成员2 类型2;...成员n 类型n;};“结构体”这个词是根据英文单词structure译出的。
结构体中的每个成员均须作类型说明,成员名的命名应符合标识符的书写规定,成员名可以与程序中的变量名同名,二者不代表同一对象,互不干扰。
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
C语言-A位运算解读

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。
C语言程序设计
§11.2 位 运 算
11.2.1 位运算及其运算符 1.按位与:&
}
C语言程序设计
程序运行情况:
Input a integer number:1000 ←┘ 1000=0000,0011,1110,1000B
11.2.3 说明
1.复合赋值运算符 除按位取反运算外,其余5个位运算符均可与赋值运算符一起, 构成复合赋值运算符: &=、|+、^=、<<=、>>= 2.不同长度数据间的位运算──低字节对齐,短数的高字节按最高 位补位: (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,补1。
(3)与num进行按位与运算。
/*程序功能:输出一个整数中由8~11位构成的数*/ main() { int num, mask;
printf("Input a integer number: ");
scanf("%d",&num); num >>= 8; /*右移8位,将8~11位移到低4位上*/
C语言程序设计
(3)实现&、|、^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;
Cch11

作业题
1.下面程序的运行结果是 1.下面程序的运行结果是 . main() { unsigned a=0112,x,y,z; x=a>>3; y=a<<2; z=x&y; printf("x=%o,y=%o,z=%o x=%o,y=%o,z=%o\ ,x,y,z); printf( x=%o,y=%o,z=%o\n",x,y,z); } 2.p.267/11.4 2.p.267/11.4
11.2 位运算符
一,按位与运算符(&) 按位与运算符( 运算规则: 运算规则: 0&0=0 , 0&1=0 1&0=0 , 1&1=1
11.2 位运算符
例如: 例如:3&7=? 按位与的用法: 按位与的用法: ⑴清零 a=00101011,b=00000000/00010100 a=a&b; ⑵取一个数中某些指定位 整数a=00101100 整数a=00101100 10101100 低字节放到整数c 将a低字节放到整数c中,则 整数b=00000000 整数b=00000000 11111111 整数c=a&b 整数c=a&b
11.2 位运算符
三,异或运算符(∧) 异或运算符( 运算规则: 运算规则: 0∧0=0 , 0∧1=1 1∧0=1 , 1∧1=0 例如: 例如:071∧025=? 异或的用法: 异或的用法: ⑴使特定位翻转 a=01111010 a=a∧017; a=01110101
11.2 位运算符
⑵与0相∧,保留原值 a=01111010 a=a∧00; a=01111010 交换两个值, ⑶交换两个值,不用临时变量 a=0101,b=1010 a=a∧b; b=b∧a; a=a∧b;
第11章 C语言的最小数据单位——位

1
第11章 C语言的最小数据单位——位
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5
位运算基础 位运算符 位运算实例 位段 小结
2
11.1 位运算基础
11.1.1 11.1.2 11.1.3 11.1.4
位与字节 原码 反码 补码
5
11.1.3 反码
用原码进行两个整数的加法运算中没有问题,问题出现在带符号 位的负数身上。为了解决这个问题,可对除符号位外的其余各位 逐位取反,就产生了反码。 机器数的反码可由原码得到。如果机器数是正数,则该机器数的 反码与原码相同,如果机器数是负数,则该机器数的反码是对它 的原码(符号位除外)各位取反而得到的。设有一数X,则X的反 码表示记作(X)反。例如: (11)反=(00001011)原=00001011 (-11)反=(10001011)原=11110100
17
11.4.2 位段的引用
位段的引用和结构成员的引用相同,其一般形式为:位段变量名. 位段名。例如: data.a,data.b 位段可以赋值,例如: data.a=54; data.b=3;
【例11-8】本实例演示了位段的引用。
18
11.5 小结
前面先后介绍了数的原码、反码和补码的由来及转换方法,位运 算符及相关的运算,位段的定义及使用。 C语言中用“位段”来访问字节中的某些位。所谓“位段”,又 称为“位域”或“位字段”,是把一个字节中的二进制位划分为 几个不同的区域,并说明每个区域的位数。每个域有一个域名, 允许在程序中按域名进行操作。
13
11.2.6 右移运算符
第11章位运算

第11章位运算第11章位运算11.1 选择题11.1 以下运算符中优先级最低的是【1】,优先级最高的是【2】。
A) && B) & C)||D)|11.2 若有运算符<<, sizeof ,^, &=,则它们按优先级由高至低的正确排列次序是____。
A) sizeof, &=, <<, ^ B) sizeof, <<, ^ , &=C) ^, <<, sizeof, &= D) <<, ^, &=, sizeof11.3 在C语言中,要求运行数必须是整型的运算符是____。
A) ^ B) % C) ! D) >11.4 在C语言中,要求运行数必须是整型或字符型的运算符是____。
A) && B) & C) ! D) ||11.5 sizeof(float)是____。
A) 一种函数调用B) 一个不合法的表示形式C) 一个整型表达式D) 一个浮点表达式11.6 表达式aA) ~, &, <, || B) ~, ||, &, <C) ~, &, ||, < D) ~, <, &, ||11.7 以下叙述不正确的是_____。
A) 表达式a&=b等价于a=a&b B) 表达式a|=b等价于a=a|bC) 表达式a!=b等价于a=a!b D) 表达式a^b等价于a=a^b11.8 表达式0x13&0x17的值是_____。
A) 0x17 B) 0x13 C) 0xf8 D) 0xec11.9 请读程序片段:char x=56;x=x&056;printf(“%d,%o\n”, x, x);以下程序片段的输出结果是_____。
A) 56, 70 B) 0, 0 C) 40, 50 D) 62, 7611.10 若x=2,y=3则x&y的结果是_____。
第11讲位运算
2009年3月
1、有以下程序 、 #include <stdio.h> main() { int } 程序运行后的输出结果是 A)21 B)11 C)6 D)1 a=5, b=1, t; t=(a<<2)|b; printf("%d\n", t);
3.按位异或──^ .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。 4.按位取反──~ .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。 5.按位左移──<< .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。
1、有以下程序 、 #include<stdio.h> main( ) {int a=1,b=2,c=3,x; x=(a^b)&c; printf("%d\n", x); } 程序的运行结果是 A)0 B)1 C)2 D)3
2008年4月
1、变量a中的数据用二进制表示的形式是 、变量 中的数据用二进制表示的形式是 中的数据用二进制表示的形式是01011101,变量 中的数据 ,变量b中的数据 用二进制表示的形式是11110000,若要求将a的高 位取反,低四位 ,若要求将 的高 位取反, 的高4位取反 用二进制表示的形式是 不变, 不变,所要执行的运算是 A)a^b B)a|b C)a&b D)a<<4
数值在计算机中的表示
例如,+5的原码是00000101,符号位用0表示。 -5的原码是10000101,符号位用1表示。
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11.1 数值在计算机中的表示
3.反码 数值的反码表示分正负数两种情况: (1)正数的反码与原码相同。
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11.2 位运算
4.按位异或运算 按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两
数各对应的二进制位进行“异或”运算,当两个对应的二进制位 相异时,结果为1。参与运算数仍以补码出现, 5.左移运算
左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的运算 数的各二进制位全部左移若干位,由“<<”右边的数指定移动的位 数。其中,移位过程中,高位丢弃,低位补0。
4.补码 数值的补码表示也分正负数两种情况: (1)正数的补码:与原码相同。 例如,+5的补码是00000101。 (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。即取该负数的反码,然后在最低位加1。
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11.1 数值在计算机中的表示
5.数值在计算机中的表示 一个数可以有原码、反码和补码三种不同的表示形式。但在
例如: a<<3是指把a的各二进制位向左移动3位。 如果a=00000101(十进制5),左移3位后为00110000(十进制40)。 即a<<3=40。
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11.2 位运算
6.右移运算 右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>> ”左边的运
C语言程序设计基础教程位运算介绍课件
目录
01. 位运算基础 02. 位运算操作符 03. 位运算实例
1
什么是位运算
位运算是一种对二进制数 进行运算的操作
位运算包括与、或、异或、 左移、右移等操作
位运算可以对二进制数进 行快速、高效的操作
位运算在计算机编程中具 有广泛的应用
位运算的基本操作
与运算:两个操作数对 应位都为1,结果才为1
成一个新的数
位运算的应用场景
01
01
加密和解密:利用位运算对数 据进行加密和解密
02
02
程序优化:利用位运算对程序 进行优化,提高运行效率
03
03
硬件控制:利用位运算对硬件 进行控制,如LED灯、开关等
04
04
数据压缩:利用位运算对数据 进行压缩,节省存储空间
2
按位与操作符
01
符号:&
02
功能:将两个操作数的每一位进行与 操作
或运算:两个操作数对 应位只要有一个为1,
结果就为1
异或运算:两个操作数 对应位不同,结果才为
1
取反运算:将操作数的 每一位都取反
左移运算:将操作数向 左移动指定位数,高位
补0
右移运算:将操作数向 右移动指定位数,低位
补0
循环移位运算:将操作 数向左或向右循环移动
指定位数
位段运算:将操作数中 的指定位提取出来,组
复杂位运算实例
异或运算:用于查找数组中的重复元素 移位运算:用于快速计算乘除法
掩码运算:用于提取数据的特定位 组合运算:用于实现复杂的逻辑判断和操作
位运算在实际编程中的应用
加密和解密:使用位运算对数据进行加密和 解密,提高数据安全性
位运算 位运算符和位运算位运算举例位段PPT学习教案
16-n位
(1)循环右移n次后,原来的n个低位变为n个高位(左移16n位);
(2)循环右移n次后,原来的16-n个高位变为16-n个低位 (右移n位);
(3)因为是无符号整数,移出的都丢弃,缺位都补0,所 以n个低位,16-n个高位的移动等价于无符号数本 身的移动。移动后的结果保存在两个变量hi,low中 。最后合成一个数
一个单元
下一个位段,新单元
第13页/共15页
求以下表达式值: 67&22 671|22 67^22 ~67 67<<2 67>>2
思考题
第14页/共15页
第12页/共15页
2 位段
(1)位段成员必须是unsigned 或 int
(2)一个位段不能跨两个单元,长度不能大于1byte.
(3)位段可以无名。
(4)位段以%d格式输出 printf(%d”,data.a);
(5)引用位段,自动转换成int. data.a+data.b/3
unsigned a:1; unsigned b:2; unsigned :3 unsigned :0; unsigned c:3;
位段,将1个字节,拆开给多个成员,每个成员只用几bit struct packed_data { unsigned a:2; unsigned b:6; unsigned c:4; unsigned c:4;
int i; }data; (1)共占用2字节,a占2bit,b占6bit,c占4bit,d占4bit
第1页/共15页
1. 位运算符
& 按位与: 0&0=0, 0&1=0, 1&0=0, 1&1=1
3&5=>1
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第11章 位运算
位运算符
计算机中的位运算是针对二进制代码进行的。 每一个二进制位的取值只有0或1。位运算符的操
作对象是一个二进制位的集合,如一个字节
(8bit)。 位运算符共有6种,即 ~、<<、>>、&、^ 和 |,分别表示按位取反、左移位、右移位、按位与、 按位异或、按位或,见表11-1。
位运算
或操作
按位或操作符: | 格式:x|y 规则:对应位均为0时才为0,否则为1 例如, i=i|0x0f; 等同于 i|=0x0f; 主要用途:将1个数的某(些)位置1,其余各位不变
位运算
异或操作
按位异或操作符:^ 格式:x^y 规则:对应位相同时为0,不同时为1 例如, i=i^0x0f; 等同于 i^=0x0f; 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。
•
第11章 位运算
【任务1】 将整型数据n的后5位数据置为0,其余各位 不变。
第11章 位运算 【任务1】 将整型数据n的后5位数据置为0,其余各位 不变。 程序如下: # include <stdio.h> main( ) { int n ; printf("input n : ") ; scanf("%d" , &n) ; n=n&(~037) ; printf("%d\n" , n) ; }
• getch(); • }
/* 此语句请不要删除*/
第11章 位运算
【任务2】 一个8位二进制整数实现向左 循环移n位。
第11章 位运算
• • • • • • • • • • • • • • 【任务2】一个8位二进制整数实现向左循环移n位。 #include <conio.h> /* 此头函数请不要删除 */ main() { unsigned a , b , c ; int n ; printf("input a : ") ; scanf("%d" , &a) ; printf("input n : ") ; scanf("%d" , &n) ; b=a>>(8-n) ; c=a<<n ; a=b | c ; printf("%d\n" , a) ; 程序如下:
表11-2 按位逻辑运算
a
0 0 1 1
b
0 1 0 1
~a
1 1 0 0
a&b
0 0 0 1
a^b
0 1 1 0
a|b
0 1 1 1
位运算
与操作
按位与操作符 :& 格式:x&y 规则:对应位均为1时才为1,否则为0 例如, i=i&0x0f; 等同于 i&=0x0f; 主要用途:取(或保留)1个数的某(些)位,其余各位 置0。
第11章 位运算 表11-1 位运算符 运算符 ~ << 名称 按位取反 左移位 使用格式 ~ 表达式 表达式1 << 表达式2
>>
&
右移位
按位与
表达式1 >> 表达式2
表达式1 & 表达式2
^
|
按位异或
按位或
表达式1 ^ 表达式2
表达式1 | 表达式2
第11章 位运算
按位操作的情况,见表11-2,其中a和b分 别表示一个二进制位。
位运算
按位取反操作
按位取反操作符:~ 格式:~x 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 例如, i=~i; 主要用途:间接地构造一个数,以增强程序的可移 植性。
位运算
• 左移运算符“<<”的功能,是把“<<”左边的操 作数的各二进制位全部左移若干位,移动的位数 由“<<”右边的常数指定,高位丢弃,低位补0。 例如:“a<<4”是指把a的各二进制位向左移动4 位。如a=00000011B(十进制数3),左移4位后为 00110000B(十进制数48)。 右移运算符“>>”的功能,是把“>>”左边的操 作数的各二进制位全部右移若干位,移动的位数 由“>>”右边的常数指定。进行右移运算时,如 果是无符号数,则总是在其左端补“0”