C语言程序设计教程第10章

第10章位运算位运算是指对二进制位进行的运算。每个二进制位中只能存放0或1。因此，位运算就是对二进制数的运算。通常，将一个数据用二进制数表示后，最右边的二进制位称为最低位（第0位），最左边的二进制位为最高位。图10.1微机中整数的二进制位表示151413121110987654321010.1二进制位运算10.2位段10.3程序举例10.1二进制位运算在C语言中共提供了6种位运算符，如表10.1所示。表10.1位运算符意义&|^~按位与按位或按位异或按位取反左移右移（1）在这6种位运算符中，其中按位取反是单目运算符，只有一个运算对象，其他均为双目运算符，有两个运算对象。（2）位运算的运算对象只能是整型（包括int，short，long和unsigned）或字符型数据，而不能是实型数据。（3）各位运算符的优先级比较分散，与其他运算符一起，其优先级从高到低如下：逻辑非(!)按位取反(~)算术运算符左移运算符()和右移运算符()关系运算符按位与运算符(&)，按位异或运算符(^)，按位或运算符(|)&&与||赋值运算符1．“按位与”运算符(&)“按位与”的运算符为“&”。其运算规则是：若两个运算对象的对应二进制位均是1，则结果的对应位是1，否则为0。利用“按位与”运算可以实现以下功能：（1）取出数据中指定的位（2）将数据中的指定位清零2．“按位或”运算符（|）“按位或”的运算符为“|”。其运算规则是：若两个运算对象的对应二进制位中有一个是1，则结果的对应位是1，否则为0。例10.2下列C程序的功能是将整型数组中所有元素转换为不小于它的最小奇数，并显示输出。。#includestdio.hmain(){intk，a[10]＝{23，14，24，31，46，55，33，68，27，40}；for(k＝0；k＜10；k＋＋)printf(%5d，a[k])；printf(\n)；for(k＝0；k＜10；k＋＋)a[k]＝a[k]|0x01；for(k＝0；k＜10；k＋＋)printf(%5d，a[k])；printf(\n)；}3．“按位异或”运算符(^)“按位异或”的运算符为“^”。其运算规则是：若两个运算对象的对应二进制位不相等，则结果的对应位是1，否则为0。“按位异或”运算具有以下几个性质：（1）使数据中的某些位取反，即将0变为1，1变为0。（2）同一个数据进行异或运算后，其结果为0。利用异或运算的这个性质，可以将变量清零。（3）可以实现交换两个变量的值：4．“按位取反”运算符(~)“按位取反”的运算符为“~”。其运算规则是：将运算对象中的各二进制位值取反，即将0变为1，1变为0。5．“左移”运算符()“左移”运算符为“”。其运算规则是：将运算对象中的每个二进制位向左移动若干位，从左边移出去的高位部分被丢弃，右边空出的低位部分补0。6．“右移”运算符()“右移”运算符为“”。其运算规则是：将运算对象中的每个二进制位向右移动若干位，从右边移出去的低位部分被丢弃。但左边空出的高位部分是补0还是补1，要视下列具体情况而定：若右移对象为无符号整型数，则右移后左边空出的高位部分补0。若右移对象为一般整型数或字符型数据，当该数据的最高位为0（对于一般整型来说即为正数），则右移后左边空出的高位部分补0。当该数据的最高位为1（对于一般整型来说即为正数），则与使用的计算机系统有关，有的计算机系统将右移后左边空出的高位部分补1，称为“算术右移”；有的计算机系统将右移后左边空出的高位部分补0，称为“逻辑右移”。10.2位段在C语言中，定义位段结构类型的一般形式为struct位段结构类型名{成员表}；在定义位段与使用位段时，要注意以下几个问题：（1）位段成员的类型必须是unsigned型。（2）在位段结构类型中，可以定义无名位段，这种无名位段具有位段之间的分隔作用。（3）每个位段（成员）所占的二进制位数一般不能超过一个字长（即一个存储单元）。（4）在位段结构类型定义中，可以包含非位段成员。（5）位段可以在一般的表达式中被引用，并被自动转换为相应的整数。10.3程序举例例10.3编写一个C程序，其功能是：从键盘输入一个无符号整数m以及位移位数n，当n＞0时，将m循环右移n位；当n＜0时，将m循环左移|n|位。将一个无符号整数m循环移n位的方法如下：首先用sizeof函数确定一个无符号整数所占的二进制位数k。如果是循环右移，则先将m右移n位（即将原数的高k－n位移到低位），再将m左移k－n位（即将原数的低n位移到高位），然后将它们作按位或运算（即将它们合并）。如果是循环左移，则先将m左移n位（即将原数的低k－n位移到高位），再将m右移k－n位（即将原数的高n位移到低位），然后将它们作按位或运算（即将它们合并）。其C程序如下：#includestdio.hmain(){unsignedm；intn；printf(inputm:)；scanf(%x，&m)；printf(inputn:)；scanf(%d，&n)；if(n＞0)printf(moveright＝%x\n，moveright(m，n))；elseprintf(moveleft＝%x\n，moveleft(m，－n))；}moveright(unsignedm，intn){unsignedz；intk；k＝8*sizeof(unsigned)；z＝(mn)|(m(k－n))；return(z)；}moveleft(unsignedm，intn){unsignedz；intk；k＝8*sizeof(unsigned)；z＝(mn)|(m(k－n))；return(z)；}