【精品】位运算ppt课件PPT课件
合集下载
第12章 c语言位运算.ppt
unsigned half_carry: 1; /*半进位标志*/
unsigned negative: 1; /*减标志*/
} flags;
显然，对CPU的状态寄存器而言，使用位段类型（仅需1 个字节），比使用结构类型（需要6个字节）节省了5个 字节。
定义位段的一般格式 struct [结构类型名]
76543210
图11-1 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。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。
main()
{ int num, mask, i;
printf("Input a integer number: ");
scanf("%d",&num);
mask = 1<<15; /*构造1个最高位为1、其余各位为0的整数(屏蔽字)*/
printf("%d=" , num);
for(i=1; i<=16; i++)
/*案例代码文件名：AL12_1.C*/ /*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*/ mask = ~ ( ~0 << 4); /*间接构造1个低4位为1、其
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语言新教材PPT课堂课件第12章位运算
| 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。 例如，3^9=1： 0011
^ 1001
────
1010=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── << (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。
程序运行情况：
Input a integer number: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，其 余各位为1；再按位取反，则其低4位为1，其余各位为0。这个整数正是我们 所需要的。
[例12.2] 从键盘上输入1个正整数给int变量num，按二进制位输 出该数。
printf("Input a integer number: ");
scanf("%d",&num);
num >>= 8;
/*右移8位，将8～15位移到低8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\n", num & mask); }
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。 例如，3^9=1： 0011
^ 1001
────
1010=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── << (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。
程序运行情况：
Input a integer number: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，其 余各位为1；再按位取反，则其低4位为1，其余各位为0。这个整数正是我们 所需要的。
[例12.2] 从键盘上输入1个正整数给int变量num，按二进制位输 出该数。
printf("Input a integer number: ");
scanf("%d",&num);
num >>= 8;
/*右移8位，将8～15位移到低8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\n", num & mask); }
提高组班讲座位运算及其应用ppt课件
例题三：起床困难综合症(sleep.*，1秒， 256M) 算法的时间复杂度是多少？ O(n)的实现 一开始用0000..00和1111..11计算
出每位初始时为0或1的结果
位运算的优化！
例题四：还是N皇后
问题描述： 正如题目所说，这题是著名的N皇后问题。 输入格式： 第一行有一个N。接下来有N行N列描述一个棋盘，
“*”表示可放“.”表示不可放。 输出格式： **.* **** **** **** 输出样例： 1 补充说明： 对于30%的数据，N≤10; 对于100%的数据，N≤14；
例题四：还是N皇后
暴力？搜索？ 裸的DFS必然TLE？
满足贪心的性质
例题三：起床困难综合症(sleep.*，1秒， 256M) 算法的时间复杂度是多少？
例题三：起床困难综合症(sleep.*，1秒， 256M) 算法的时间复杂度是多少？ O(nlogn)的实现
例题三：起床困难综合症(sleep.*，1秒， 256M) 算法的时间复杂度是多少？ O(n)的实现
例题三：起床困难综合症(sleep.*，1秒， 256M)
输入样例： 3 10 AND 5 OR 6 XOR 7 输出样例： 1 样例说明： atm可以选择的初始攻击 力为0,1,…,10。 假设初始攻击力为4，最 终攻击力经过了如下计算
4 AND 5 = 4 4 OR 6 = 6 6 XOR 7 = 1 类似的，我们可以计算出初 始攻击力为1,3,5,7,9时最终攻 击力为0，初始攻击力为 0,2,4,6,8,10时最终攻击力为1， 因此atm的一次攻击最多使 drd 受到的伤害值为1。 2<=m<=10^9，0<=t<=10^9， 一定为OR,XOR,AND 中的一 种
位 运 算.ppt
第十一章 位 运 算
11.1 概 述
Ｃ语言是为描述系统而设计的，因此它应当具有汇编
语言所能完成的一些功能。Ｃ语言既具有高级语言的特点
，又具有低级语言的功能，因而具有广泛的用途和很强的
生命力。第九章介绍的指针运算和本章将介绍的位运算就
很适合于编写系统软件的需要。
所谓位运算是指进行二进制位的运算。在系统软件中
，常要处理二进位的问题。例如，将一个存储单元中的各
二进位左移或右移一位，两个数按位相加等。ｃ语言提供
位运算的功能，与其它高级语言（如PASCAL）相比，它
显然具有很大的优越性。
为了使没有学过汇编语言的读者对二进制运算能有较
好的理解，先介绍有关位的知识。
一、字节和位
大多数计算机系统（包含IBM-PC系列）的内存储器
对十进制数，如果想从９得到结果值５，可以 用减法：
９一４＝５
已知４的补数为１０一４＝６，即４与６互补。因 此９一４可以改写为加法：
6
９+６ ＝1５
再去掉高位１，得５。 在计算机中，以一个有限长度的二进位作为数
的模，如果用1个字节表示一个数，一个字节为８ 位，模为256。因为逢２56就进１，在内存中情况 为
| +7 |00000111|00000111 |00000111|
-------------------------------------------------
-7 10000111 11111000 11111001
（表11.1)
8
如果已知一个负数的补码，想将其转换为十进制 数，可以：①先对各位取反；②再将其
3
三、反码
一个数如果值为正，则它的反码与原码相
同，如：＋７的反码为０００００１１１。
11.1 概 述
Ｃ语言是为描述系统而设计的，因此它应当具有汇编
语言所能完成的一些功能。Ｃ语言既具有高级语言的特点
，又具有低级语言的功能，因而具有广泛的用途和很强的
生命力。第九章介绍的指针运算和本章将介绍的位运算就
很适合于编写系统软件的需要。
所谓位运算是指进行二进制位的运算。在系统软件中
，常要处理二进位的问题。例如，将一个存储单元中的各
二进位左移或右移一位，两个数按位相加等。ｃ语言提供
位运算的功能，与其它高级语言（如PASCAL）相比，它
显然具有很大的优越性。
为了使没有学过汇编语言的读者对二进制运算能有较
好的理解，先介绍有关位的知识。
一、字节和位
大多数计算机系统（包含IBM-PC系列）的内存储器
对十进制数，如果想从９得到结果值５，可以 用减法：
９一４＝５
已知４的补数为１０一４＝６，即４与６互补。因 此９一４可以改写为加法：
6
９+６ ＝1５
再去掉高位１，得５。 在计算机中，以一个有限长度的二进位作为数
的模，如果用1个字节表示一个数，一个字节为８ 位，模为256。因为逢２56就进１，在内存中情况 为
| +7 |00000111|00000111 |00000111|
-------------------------------------------------
-7 10000111 11111000 11111001
（表11.1)
8
如果已知一个负数的补码，想将其转换为十进制 数，可以：①先对各位取反；②再将其
3
三、反码
一个数如果值为正，则它的反码与原码相
同，如：＋７的反码为０００００１１１。
清华浩强C语言课件教学PPT第12章 位运算
法：
• data=data & 0177417 • 0177417的二进制表示为
•
scanf("a=%o，n=%d"，&a，&n)；
•
b=a＜＜(16-n)；
•
c=a＞＞n；
•
c=c|b；
•
printf("%o\n%o"，a，c)；
•
}
• 运行情况如下：
• a=157653，n=3
•0
157653
•
75765
• 运行开始时输入八进制数157653，即二进制数 1101111110101011，循环右移3位后得二进制数 0111101111110101，即八进制数75765。同样可 以左循环位移。
00000110
左 移 1位 后
a=a<<1; 则： a=12
int a=6;
a=a<<2; 则： a=24
00001100
再 左 移 1位 后
00011000
12.1.7 位运算赋值运算符
位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运 算符如:&=, |=, >>=, <<=, ∧=
例如,a & = b相当于 a = a & b。a << =2相当 于:a = a << 2。
• 取出的那几位移到最右端。
图12.3
• 右移到右端可以用下面方法实现: • a >> 4 • ② 设置一个低4位全为1,其余全为0的数。可用下
面方法实现: • ~ ( ~ 0 << 4 ) • ～0的全部二进制为全1，左移4位，这样右端低4
• data=data & 0177417 • 0177417的二进制表示为
•
scanf("a=%o，n=%d"，&a，&n)；
•
b=a＜＜(16-n)；
•
c=a＞＞n；
•
c=c|b；
•
printf("%o\n%o"，a，c)；
•
}
• 运行情况如下：
• a=157653，n=3
•0
157653
•
75765
• 运行开始时输入八进制数157653，即二进制数 1101111110101011，循环右移3位后得二进制数 0111101111110101，即八进制数75765。同样可 以左循环位移。
00000110
左 移 1位 后
a=a<<1; 则： a=12
int a=6;
a=a<<2; 则： a=24
00001100
再 左 移 1位 后
00011000
12.1.7 位运算赋值运算符
位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值运 算符如:&=, |=, >>=, <<=, ∧=
例如,a & = b相当于 a = a & b。a << =2相当 于:a = a << 2。
• 取出的那几位移到最右端。
图12.3
• 右移到右端可以用下面方法实现: • a >> 4 • ② 设置一个低4位全为1,其余全为0的数。可用下
面方法实现: • ~ ( ~ 0 << 4 ) • ～0的全部二进制为全1，左移4位，这样右端低4
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
C21第12章 位运算.ppt
构造操作数
无符号字符型变量c的值为165，需点亮第6号灯，可以 用如下表达式
c |= 1 << 6，其中，1 << 6即0100 0000。 注意： 左移操作也可看作算术运算，故其优先级低于算术操作 符但高于关系运算符。 单目操作符~的优先级较高。按位与、按位或和按位异
或的优先级低于关系操作符，但高于逻辑操作符。return
12.2 位运算示例 12.3 位段
位运算
位运算是指按二进制位进行的运算，实际上就是直接对整数 在内存中的二进制位进行操作。
考虑这样的问题：编程控制编号为0至7的八盏灯的开关。 可以定义一个长度为8的短整型数组变量a。 可以定义一个无符号的字符型变量c。 如果c的值为128（1000 0000），则7号灯亮，其余灯灭；为 192时（1100 0000），则6号和7号灯亮，其余的灭。 但是要改变某盏灯的状态而不影响其他灯的，却并非易事。
return
12.1.5 左移操作符<<
左移操作符<<常用形式为：a << n 其中，a和n均为整数，表达式求值时将a的二进制位全 部左移n位，右端补n个0，左端移出的n位因溢出而舍弃。 显然n的取值范围通常为1至sizeof(a)。 左移1位的值为a的2倍，左移2位的值为a的4倍，……（ 表达式的值不能超出整型的取值范围）。左移操作要比相 应的乘法运算（a*2）快得多。 在位运算中，左移运算常用于构造操作数。
当参与运算时，位段会自动转换成整型，当给位段赋一 个超出其取值范围的值时，左端多余的位数会被舍弃。
位段类型转换和赋值的原则与C语言基本类型所遵循的 原则相同，如printf("%d,%d\n", bf.a + bf.b, bf.c = 15)的输出为-7,-1。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、 位运算符的运算功能
【例】 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("%dபைடு நூலகம் , &n) ; n&=~037 ; printf("%d\n" , n) ; }
位运算ppt课件
一、 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 ~取反、<<左移位、 >>右移位、&按位与、^按位异或和 |按位或。
1.6 位运算赋值运算符 位运算符与赋值运算符可以组成复合赋值
运算符，如：
&=, |=, >>=, <<=, ^= 例如：
a &=b相当于a = a&b, a >> =2相当于a = a >> 2, a |=b相当于a = a | b
1.7 不同长度的数据进行位运算
如果两个数据长度不同（如long型和int型） 进行为运算时（如a &b ，而a为long型，b为int 型），系统会将二者按右端对齐。如果b为正数， 则左侧16位补0，若为负，则补1。如果b为无符 号整型，则左侧添满0。