C语言编程技巧分析 教学课件 作者 kj第9章 位运算编程技巧分析.pptVIP

第9章 位运算知识编程技巧分析 9.1 位运算知识简要介绍 C语言不但具有高级语言的特点，更有低级语言的功能。C语言支持按位运算，使它可以像汇编语言一样用来编写系统程序。我们之前介绍的内容都是建立在字节计算的基础上，这一节将介绍如何在位一级进行计算。 需要注意的是：我们所用的数在计算机内以补码的形式存储。 9.1.1 位的基本概念 位（Bit）是计算机处理数据的基本单位，2进制数中某一个0或1即为一位。我们常见的存储单位为字节（Byte），而位和字节的关系为，1个字节=8位。 例如二进制数有8位，也就是一个字节。 注意：在计算机领域里，这个概念有很多应用。比如我们的网速单位bps，bps是bit per second的缩写，表示每秒钟发送多少个位，以此来衡量网速的快慢。例如某人家里的宽带包年办理的网速是4Mbps，那么理论上，实际下载的最快速度大约在500KB/S。 9.1 位运算知识简要介绍 9.1.2 位运算的规则 C语言提供了6种位运算符。需要强调的是：必须转换为二进制数才能进行位运算。 :按位与, 在xy中，只有x和y都为1时，结果为1；否则结果为0。 |:按位或, 在x|y中，只有x和y都为0时，结果为0，否则结果为1。 ~:取反, 0取反是1，1取反是0。 ^:按位异或, 在x^y中，x和y相等则为0，x和y不相等则为1。 :左移, xn表示x的所有位左移n位，x的左边(高位)移出的部分舍去，x的右边(低位)自动补零。 :右移, xn表示x的所有位右移n位，x的右边(低位) 移出的部分舍去；对于无符号数和正整数，x的左边(高位)补0；对于负整数，x的左边(高位)补1(适用于turbo c系统)。 9.1 位运算知识简要介绍 9.1.3 位段的基本概念 经常会有一些数值不需要一个完整的字节就可以表达。一个字节为8位二进制数，而28=256，就是说，一个字节可以表达0到255之间的任意一个整数。 但是实际运算时，有时我们使用数的范围很小。比如统计百分制成绩（假设成绩都是整数），这时只需要101个数就可以，而表达这些数是不需要8位二进制位的，因为100的二进制形式为，用7位二进制位就足够了，这时就需要用到位段。 位段类型，其实就是我们熟悉的结构体类型的一个变化，结构体内的所有成员均以二进制为单位定义长度，并且将结构体中的成员称为位段或者位域。 9.1 位运算知识简要介绍 这里声明了一个结构体类型，a、b、c是三个位段，即为结构体的三个成员，x是struct position类型的结构体变量。x.a、x.b、x.c分别为占2位、3位、2位的整形变量。即x.a的取值范围为0~3，x.b的取值范围为0~7，x.c的取值范围为0~3。 注意：通常使用位段结构的数据的取值范围都是比较小的正整数，可以达到节省空间的目的。如果要计算负数，即为int类型情况下，要懂得首位为符号位以及补码的知识。另外，一般位段只可以使用int以及unsigned两种情况，以unsigned为主。 9.2 运用位运算知识时需要注意的问题 9.2.1 关于位运算 (1) 按位与（） 当使用按位与运算，对变量s的特定位清零时，可以设置一个变量mask，将mask中的特定位赋值为0，其它位赋值为1，然后作运算“s=smask;”即可。 当使用按位与运算，取变量s的指定位的值时，可以设置一个变量mask，将mask中的指定位赋值为1，其它位赋值为0，然后作运算“s=smask;”即可。 (2) 按位或（|） 经常使用按位或运算将一个变量s的某些位变为1，而其它位不变。这时可以设置一个变量mask，将mask中的对应位赋值为1，其它位赋值为0，然后作运算“s=s|mask;”即可。 (3) 按位异或（^） 可以使用按位异或运算让一个变量s的特定位的值取反，方法是：设置一个变量mask，让mask中的特定位的赋值是1，其它位赋值为0，然后作运算“s=s^mask;”即可。 9.2 运用位运算知识时需要注意的问题 (4) 移位运算（或） 将变量x左移n位，在不丢失有效数字情况下，相当于将x乘以2的n次方。注意：若左移时移出了有效数字，则不成立。 将变量x右移n位