C语言教学与习题答案第11章.pptVIP

第11章 C语言的最小数据单位——位 11.1 位运算基础 11.2 位运算符 11.3 位运算实例 11.4 位段 11.5 小结 11.1 位运算基础 11.1.1 位与字节 11.1.2 原码 11.1.3 反码 11.1.4 补码 11.1.1 位与字节 位（bit）：表示一个二进制数码0或1，是电子计算机中最小的数据单位。 字节(Byte)：8个二进制位构成1个“字节”，它表示作为一个完整处理单位的8个二进制数码。它是存储空间的基本计量单位。其中，最右边的一位称为“最低有效位”或“最低位”。最左面的一位称为“最高有效位”或“最高位”，如图所示： 11.1.2 原码 原码表示是机器数的一种简单的表示法。其符号位用0表示正号，用1表示负号，数值用二进制形式表示。设有一数为X，则原码表示可记作（X）原。例如： （11）原 （-11）原原码表示数的范围与二进制位数有关。当用8位二进制来表示整数原码时，其表示范围： 最大值其真值为（127）10。最小值其真值为（-127）10。对0有两种表示形式： （+0）原（-0）原+0和-0代表的都是0，但表示方法却有两种。 11.1.3 反码 用原码进行两个整数的加法运算中没有问题，问题出现在带符号位的负数身上。为了解决这个问题，可对除符号位外的其余各位逐位取反，就产生了反码。 机器数的反码可由原码得到。如果机器数是正数，则该机器数的反码与原码相同，如果机器数是负数，则该机器数的反码是对它的原码（符号位除外）各位取反而得到的。设有一数X，则X的反码表示记作（X）反。例如： （11）反=原 （-11）反=原11.1.4 补码 在反码中0还是有正负之分。而在人们的计算概念中零是没有正负之分的。 另外，原码和反码不便于计算机内的运算，因为在计算时要单独处理符号位，这很不方便。要是有一种方法能将符号位和其它位统一处理、对减法也按加法处理就好了。 为了解决这个问题于是就引入了补码概念。所以补码的设计目的是： （1）使符号位能与有效值部分一起参加运算，从而简化运算规则。补码机器数中的符号位，并不是强加上去的，是数据本身的自然组成部分，可以正常地参与运算。 （2）使减法运算转换为加法运算，进一步简化计算机中运算器的线路设计。 机器数的补码可由原码得到。如果机器数是正数，则该机器数的补码与原码一样，如果机器数是负数，则该机器数的补码是对它的原码（除符号位外）各位取反后整个数加1得到的。 11.2 位运算符 11.2.1 按位与运算符 11.2.2 按位或运算符 11.2.3 按位异或运算符 11.2.4 按位取反运算符 11.2.5 左移运算符 11.2.6 右移运算符 11.2.1 按位与运算符 按位与运算符“”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进制位进行“与”运算。即只有对应的两个二进制位均为1时，结果位才为1，否则为0。参与运算的数以补码方式出现。即： 00=0 01=0 10=0 11=1 【例11-1】本实例演示了求95。 按位与运算符“”有以下应用： （1）清0 （2）保留某些位 （3）取某个数中某些指定位 11.2.2 按位或运算符 按位或运算符“|”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进制位相或。只要对应的二个二进制位有一个为1时，结果位就为1，否则为零。参与运算的两个数均以补码出现。即： 0|0=0 0|1=1 1|0=1 1|1=1 【例11-2】本实例演示了求9|5。 11.2.3 按位异或运算符 按位异或运算符“^”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进制位相异或，即当两个对应的二进制位相异时，结果为1，否则为0。参与运算数仍以补码出现。即： 0^0=0 0^1=1 1^0=1 1^1=0 【例11-3】本实例演示了求9^5。 11.2.4 按位取反运算符 按位取反运算符“~”是单目运算符，具有右结合性。其功能是对参与运算数的各个位按位求反，即0变为1，1变为0。如～9的运算为： ~结果为 11.2.5 左移运算符 左移运算符“”是双目运算符。其功能把“”左边运算数的各二进制位全部左移若干位，由“”右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。 对于机器操作中，左移一位就相当于该数乘以2，左移n位就相当于该数乘以2n。 11.