第章___位運算

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1、本章的教學目標掌握數(shù)值在計算機中表示用源碼、反碼、補碼；掌握如何求數(shù)值的源碼、反碼、補碼；掌握位運算及其運算符、位與、位或、異或、取反、左移、右移；熟悉位段的概念；第11章位運算本章的教學重點:位運算符和位的邏輯運算；位的復合運算；位段的概念與運用；本章的教學難點：對位段的理解；重難點數(shù)值在計算機中的表示1.位(bit)：是指二進制中的位，它是計算機能處理的最小單位。2.字節(jié)(byte)：是計算機處理的基本單位。計算機的內(nèi)存是按字節(jié)進行分配的。一個字節(jié)有八位二進制數(shù)組成。所以我們在C語言中

2、數(shù)據(jù)類型都是以字節(jié)為基本單元。3.補碼：一個正數(shù)的補碼是其本身；一個負數(shù)的補碼是其絕對值按位取反后加1。計算機是以補碼的形式存放數(shù)的。例如：-7的補碼是11111001位的運算符一、位運算的概念位運算：以二進制位為單位的運算。二、位運算符“位運算”僅限于整數(shù)（整型數(shù)和字符型）。位邏輯運算符（~、&、^、

3、）位移位運算符（<<、>>）位復合賦值運算符(&=、

4、=、^=、<<=、>>=）位邏輯運算符~(按位求反)、&(按位與)、^(按位異或)、

5、(按位或)運算規(guī)則：~1=0~0=10&0=00&1

6、=01&0=01&1=10^0=00^1=11^0=11^1=00

7、0=00

8、1=11

9、0=11

10、1=1例如：main(){unsignedchara,b;a=0x9d;b=0xa5;printf(“~a:%x”,~a);printf(“a&b:%x”,a&b);printf(“a

11、b:%x”,a

12、b);printf(“a^b:%x”,a^b);}輸出結果：~a:a&b:a

13、b:a^b:6285bd38位運算及其運算符1、按位與──&(1)格式：x&y(2)規(guī)則：對應位均為1時才為

14、1，否則為0：3&9=1。例如，3&9=1：0011&1001────0001=1(3)主要用途：取(或保留)1個數(shù)的某(些)位，其余各位置0。2、按位或──

15、(1)格式：x

16、y(2)規(guī)則：對應位均為0時才為0，否則為1：3

17、9=11。例如，3

18、9=11：0011

19、1001────1011=11(3)主要用途：將1個數(shù)的某(些)位置1，其余各位不變。位運算及其運算符3、按位異或──^(1)格式：x^y(2)規(guī)則：對應位相同時為0，不同時為1：3^9=10。(3)主要用途：使1個數(shù)的某(些)位翻轉(zhuǎn)

20、(即原來為1的位變?yōu)?，為0的變?yōu)?)，其余各位不變。4、按位取反──~(1)格式：~x(2)規(guī)則：各位翻轉(zhuǎn)，即原來為1的位變成0，原來為0的位變成1：在IBM-PC機中，~0＝0xffff，~9=0xfff6。(3)主要用途：間接地構造一個數(shù)，以增強程序的可移植性。5、按位左移──<<(1)格式：x<<位數(shù)(2)規(guī)則：使操作數(shù)的各位左移，低位補0，高位溢出：5<<2=20位運算及其運算符6、按位右移──>>(1)格式：x>>位數(shù)(2)規(guī)則：使操作數(shù)的各位右移，移出的低位舍棄；高位：1)對無符號數(shù)

21、和有符號中的正數(shù)，補0；2)有符號數(shù)中的負數(shù)，取決于所使用的系統(tǒng)：補0的稱為“邏輯右移”，補1的稱為“算術右移”。例如，20>>2=5。說明：（1）x、y和“位數(shù)”等操作數(shù)，都只能是整型或字符型數(shù)據(jù)。除按位取反為單目運算符外，其余均為雙目運算符。（2）參與運算時，操作數(shù)x和y，都必須首先轉(zhuǎn)換成二進制形式，然后再執(zhí)行相應的按位運算。例如，5<<2=20：0101→10100，20>>2=5：10100→00101。例如：unsigneda=3;a<<2的十進制值是：a>>1的十進制值是：121說明1

22、、復合賦值運算符除按位取反運算外，其余5個位運算符均可與賦值運算符一起，構成復合賦值運算符：&=、

23、+、^=、<<=、>>=例如：a&=b相當于a=a&ba<<2相當于a=a<<2（1）位運算符中按位取反運算符的優(yōu)先級最高，它比算術運算符，關系運算符，邏輯運算符和其他位運算符都高。（2）位運算符與賦值運算符相結合可以組成復合的賦值運算符。例如：&=<<=>>=^=（3）如果兩個類型長度不同的數(shù)進行位運算，則需要進行補位。如a&b,b為int型，a為long型。系統(tǒng)將二者右端對齊并對較短的數(shù)b進行左

24、補位，如果b為正數(shù)，則左側(cè)16位補滿0，如b為負數(shù)，左端應補滿1；如果b為無符號整型數(shù)，則左側(cè)補滿0。總結位運算符：【提出問題】設計一個函數(shù)，給出一個數(shù)的原碼，得到該數(shù)的補碼。分析：根據(jù)補碼的定義，一個正數(shù)的補碼等于該數(shù)的原碼，一個負數(shù)的補碼等于該數(shù)的反碼加1。假設a為16位整數(shù)，則步驟為：(1)判別給定整數(shù)是正數(shù)還是負數(shù)。方法是：z=a&0x8000;若z等于0，則a為正數(shù)；若為非0，則a為負數(shù)。(2)如果z非0，有z=~a+1+0x80000；否則z=a。(3)返回z。程序如下