第十二章 位运算

第十二章位运算12.1位运算符和位运算位运算是C语言中保留的汇编语言的功能用于自动化领域中的检测和自动控制方面所谓位运算是指对整型或字符型的数据进行二进制位的运算。12.1位运算符和位运算位运算符：&按位与|按位或^按位异或二目运算，左移有两个运算量右移~取反单目运算，仅有一个运算量参加运算的量，按对应的二进制位进行“与”运算。当对应的两个二进制都为1，结果值为1，否则为0即：0&0为00&1为01&0为01&1为112.1.1“按位与”运算符(&)如果运算量为负数，在内部是则以其二进制的补码形式表示的。例：3&53的二进制为000000115的二进制为000001013&5的结果为00000001利用按位与运算可以实现：（1）清零—将一个单元的某一位或全部位清零。使用一个对应二进制位不同的数，进行“&”运算。12.1.1“按位与”运算符(&)（2）取一个数中的指定位一个整数a占两个字节，如要取低字节的8位，则进行运算：a&(377）8其中8进制的377（10进制的255）的二进制为0000000011111111如要取高字节的8位，则进行运算：a&(0177400）8其中8进制的177400（10进制的65280）的二进制为111111110000000012.1.1“按位与”运算符(&)（3）保留指定位要保留的位取值为1，其余取0即可。a=8401010100b=5900111011c=a&b00010000=16有时将形如(377)8和(0177400)8这样的数称为“逻辑尺”。12.1.1“按位与”运算符(&)参加运算的量，按对应的二进制位进行“或”运算当对应的两个二进制有一个为1，结果值为1，否则为0即：0|0为00|1为11|0为11|1为1按位或运算常用来将某些位的值置为1例如：a|(377）8低8位为1，高8位不变12.1.2“按位或”运算符(|)异或运算符“^”也称XOR运算符当参与运算的两个二进制位值相同时，则为0，不相同时，则为1。即：0^0为00^1为11^0为11^1为0a=57(071)800111001b=42(052)800101010c=a^b(023)800010011=1912.1.3“异或”运算符(^)异或运算符“^”的应用：（1）使指定的二进制位取反根据异或运算的定义，当一位二进制位的值无论是0或1，再“^”一个1，均原值取反。例如：将一个数a的后四位取反：a=122(171)801111010b=15(017)800001111c=a^b(165)801110101=117（2）与0进行“^”运算，保留原值12.1.3“异或”运算符(^)（3）交换两个值，不用中间变量，方法为：a=a^b;b=b^a;a=a^b;例：设a=3,b=4a=011(^)b=100a=111(^)b=100b=011(^)a=111a=10012.1.3“异或”运算符(^)单目运算“~”用来对一个二进制数按位取反。例如：~（025）8=~(21)10~0000000000010101结果为1111111111101010(177752)8=(65514)1012.1.4“取反”运算符(~)例：一个整数a占2个字节，16位二进制，把最低位变成0，方法为：a&~10000000000111101(&)~0000000000000001=11111111111111100000000000111100“~”的运算优先级高于算术运算、关系运算、逻辑运算等运算符。12.1.4“取反”运算符(~)将一个二进制数向左移动指定的位数例如：a=a2将a的二进制数左移2位，左边移出的位舍弃，右边空出的位补012.1.5“左移”运算符()左移1位相当于该数乘以2，但当最高位为1时，左移时舍弃了一个2n-1，n为该数的二进制位数，整数类型为215。例如：1000000000000000(1)0000000000000000变成全012.1.5“左移”运算符()将一个二进制数向右移动指定的位数例如：a=a2将a的二进制数右移2位，右边移出的位舍弃。对于无符号数，右移时高位补012.1.6“右移”运算符()对于有符号数，有“逻辑右移”和“算术右移”两种。逻辑右移：高位补0算术右移：高位取原符号位的值，即：正数补0，负数补1例如：1001011111101101负数0100101111110110逻辑右移1100101111110110算术右移12.1.6“右移”运算符()位运算符与赋值运算符可以组成复合运算符。例如：&=|===^=其意义与算术运算符与赋值运算符组成的复合运算符相同。例如：a&=b相当于a=a&ba=2相当于a=a212.1.7位运算赋值运算符当两个不同长度的数据进行“&”、“|”、“^”运算时，自动按右端对齐。以long和int型为例：无符号数：多出的16位自动补0有符号数：多出的16位取符号位12.1.8不同长度的数据进行位运算例12.1取一个整数a的从右端开始的4~7位，右端第一位为0位。（1）先右移4位：a4（2）生成一个低4位为1的数：~（~04）（3）用这个数与a进行“&”运算：a4&~(~04)12.2位运算举例程序如下：main(){unsigneda,b,c,d;scanf(“%o”,&a);b=a4;c=~(~04);d=b&c;printf(“%o,%d\n%o,%d\n”,a,a,d,d);}例12.1取一个整数a的从右端开始的4~7位，右端第一位为0位。（1）先右移4位：a4（2）生成一个低4位为1的数：~(~04)（3）用这个数与a进行“&”运算：a4&~(~04)12.2位运算举例程序如下：main(){unsigneda,b,c,d;scanf(“%o”,&a);b=a4;c=~(~04);d=b&c;printf(“%o,%d\n%o,%d\n”,a,a,d,d);}例12.2循环移位。右循环移位：每向右移位一次，移出的位不舍弃，放到空出的最高位上。要求右移n位。（1）将a的右端n位放到b的高n位中：b=a(16-n)（2）将a右移n位，高n位补0：c=an（3）将c和b按位或运算：c=c|b12.2位运算举例程序如下：main(){unsigneda,b,c;intn;scanf(“a=%o,n=%d”,&a,&b);b=a(16-n);c=an;c=c|b;printf(“%o\n%d\n”,a,c);}（1）逻辑尺（2）位段12.3位段