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C语言位运算课件

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C语言课件第12章 位运算

C语言课件第12章 位运算

1.
位运算规则: 位运算规则: A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 A&B 0 0 0 1 A|B 0 1 1 1 A^B 0 1 1 0 ~a 1 1 0 0
例12.1 若 a=(15)10=(00001111)2, a=(15) b=(80)10=(01010000)10 则: a&b = 0000 0000, a|b = 0101 1111, a^b =01011111 , ~a = 1111 0000
/*设 a 为待处理的数据,转换成二进制为00001000, /*设 为待处理的数据,转换成二进制为00001000, b用来保存将a的高4位清0后的结果*/ 用来保存将a的高4位清0后的结果* main() { unsigned char a,b,c; a=8; b=a&0x0f; c=b|0xa0; /*c用于保存最终结果*/ b=a&0x0f; c=b|0xa0; /*c用于保存最终结果 用于保存最终结果* printf("%x" printf("%x",c); }
4)左移,右移运算实现将一个数的各个二进制位向左,向 4)左移,右移运算实现将一个数的各个二进制位向左,向 右移若干位. 左移:将一个数的各个二进制位左移若干位,高位左移 左移:将一个数的各个二进制位左移若干位, 后舍弃,低位补0 后舍弃,低位补0 . 若定义: 若定义: int a=8; 即a= 0000 1000 0010 0000 0000 右移:将一个数的各个二进制位右移若个位,低位右移 右移:将一个数的各个二进制位右移若个位, 后舍弃, 还是补1 后舍弃,高位补 0还是补1,要区别有符号数还是无符号 无符号数高位补0 有符号数高位补原符号位. 数:无符号数高位补0,有符号数高位补原符号位. 若定义 unsigned int a=8; 即 00001000, a=8; 00001000, 则语句 a=a>>2 ;将 a 的各二进制位右移 2 位,空出的 高位补 0.结果为: 0000 0010 , 则语句a=a<<2; 则语句a=a<<2;

计算机c语言 chap11位运算PPT教学课件

计算机c语言 chap11位运算PPT教学课件

2020/12/09
11
11.9 位段 有时存储一个信息不必用一个或多个字节，可以在
一个字节中存放几个信息。例如, “真”或“假”用1或 0 表示，只需要 1 位就够了。
一、 在一个字节中存放几个数据
图中：a、b、c、d分别占2位、6位、4位、4位。假定c 原来的值为0，现要变为12，则：
将数 12 左移 4 位，使 1100 成为右边起第 4~7 位。
10
main( )
{unsigned a,b,c; int n;
scanf(“a=%o,n=%d”,&a,&n);
b = a<<(16–n);
c = a>>n;
c = c¦b;
printf(“%o\n%o\n”,a,c);
}
运行情况：
a=157653, n=3
157653 75765
(11011)2 10101)2
11.6 “左移”运算符 << << 用来将一个数的各二进制位全部左移若干位，并在 右边补若干个0。高位左移后溢出，舍弃不起作用。如：
<< 运算的最大用途是做乘法运算。将乘以2n的幂运算
处理202为0/12/左09 移 n 位。
6
11.7 “右移”运算符 >>
>>用来将一个数的各二进制位全部右移若干位，移 到右边的低位被舍弃，对无符号数，高位补0。
二、 位段 位段是以位为单位定义长度的结构体类型中的成员。
struct packed_data { unsigned a: 2;
unsigned b: 6; unsigned c: 4; unsigned d: 4; int i; }data; 结构体中 2020/12/09 a、b、c、d 共占 2 个字节，i 占2个字节1。3

04-课件：位运算的C语言实现

04-课件：位运算的C语言实现

位运算的C语言实现•什么是位运算•位运算有哪些•怎么用？数据在计算机内以二进制的形式存储例如十进制13的二进制形式：0000 1101位运算就是对二进制中的每一位进行处理0101,0111& 1011,10110001,0011•什么是位运算位运算的C语言实现•位运算有哪些1、按位与运算（&）0101,0111& 1011,10110001,00112、按位或运算(|)0101,0111|1011,10111111,1111c=a&b c=a|b位运算的C语言实现3、按位异或运算(^)4、按位求反运算符（~）~a:0101,0111b: 1010,1000a: 0101,0111^ b: 1011,1011c: 1110,1100c=a^bb=~a•位运算有哪些?位运算的C语言实现•位运算有哪些5.移位运算左移、右移运算表达式的一般形式为：x << n 或x >> n其中x为移位运算对象，是要被移位的量；n是要移动的位数。

数据左移或右移后空出来的位置补0。

a: 1101,0011b=a<<2: 0100,1100c=b>>2: 0001,0011位运算的C语言实现•怎么用？位运算使得我们可以灵活处理二进制位，如•用&清零特定位：1010 & 0000 = 0000•用|将某一位置1: 1010 | 0100 = 1110•取某数中指定位•不引用第三个变量，交换两个变量的值tmp=a; a=b;b=tmp;a=a^b; b=b^a; a=a^b;0101,0111 ^1011,1011 1110,1100a b a b a1011,1011 0101,0111位运算的C语言实现•用在哪里？And--用于二进制取位操作，例如：and 1的结果就是取二进制的最末位。

这可以用来判断一个整数的奇偶，二进制的最末位为0表示该数为偶数，最末位为1表示该数为奇数。

C语言程序设计案例教程课件 第十二章 位的运算

C语言程序设计案例教程课件 第十二章 位的运算

12.2 位 段
#include<stdio.h> int main() {
struct cbit {
unsigned a:1; unsigned b:3; unsigned c:4; } bit, *pbit; bit.a = 1; bit.b = 7; bit.c = 15; printf("%d,%d,%d\n", bit.a, bit.b, bit.c); pbit = &bit;
相关概念
(1) 位段的定义与结构体的定义相仿;格式如下: struct 位段结构名 { 类型说明符1 位段名1:位段长度1; //最低位; 类型说明符2 位段名2:位段长度2; //次低位; 类型说明符3 位段名3:位段长度3; ...... 类型说明符N 位段名N:位段长度M; //最高位; };
return 0;
}
12.1.1 按位与运算符（&）
实例分析 设a=84（二进制为01010100），把其中从左边算起的 第3，4，5，7，8位保留下来。
12.1.2 “按位或”运算符（｜）
基本形式 或运算的基本格式为：a | b
12.1.2 按位或运算符（｜）
#include <stdio.h>
12.1.4 取反运算符（~）
#include <stdio.h> int main() {
int a=077; printf("%d"，~a); return 0; }
程序运行结果如下： 192
12.1.5 左移运算符（<<）
基本形式
左移运算的基本格式为： a<<n
功能：左移运算符是用来将一个数的各二进制位左 移若干位，移动的位数由右操作数指定（右操作数必须 是非负值），其右边空出的位用0填补，高位左移溢出 则舍弃该高位。

C语言程序设计基础教程位运算介绍课件

C语言程序设计基础教程位运算介绍课件
演讲人
目录
01. 位运算基础 02. 位运算操作符 03. 位运算实例
1
什么是位运算
位运算是一种对二进制数 进行运算的操作
位运算包括与、或、异或、 左移、右移等操作
位运算可以对二进制数进 行快速、高效的操作
位运算在计算机编程中具 有广泛的应用
位运算的基本操作
与运算：两个操作数对 应位都为1，结果才为1
成一个新的数
位运算的应用场景
01
01
加密和解密：利用位运算对数 据进行加密和解密
02
02
程序优化：利用位运算对程序 进行优化，提高运行效率
03
03
硬件控制：利用位运算对硬件 进行控制，如LED灯、开关等
04
04
数据压缩：利用位运算对数据 进行压缩，节省存储空间
2
按位与操作符
01
符号：&
02
功能：将两个操作数的每一位进行与 操作
或运算：两个操作数对 应位只要有一个为1，
结果就为1
异或运算：两个操作数 对应位不同，结果才为
1
取反运算：将操作数的 每一位都取反
左移运算：将操作数向 左移动指定位数，高位
补0
右移运算：将操作数向 右移动指定位数，低位
补0
循环移位运算：将操作 数向左或向右循环移动
指定位数
位段运算：将操作数中 的指定位提取出来，组
复杂位运算实例
异或运算：用于查找数组中的重复元素 移位运算：用于快速计算乘除法
掩码运算：用于提取数据的特定位 组合运算：用于实现复杂的逻辑判断和操作
位运算在实际编程中的应用
加密和解密：使用位运算对数据进行加密和 解密，提高数据安全性

C语言程序设计课件位运算

C语言程序设计课件位运算
示例二
使用位异或运算可以检测一个整数的奇偶性。例如，将一 个整数与1进行位异或运算，如果结果为1，则该整数为奇 数；如果结果为0，则该整数为偶数。
示例三
使用位异或运算可以实现快速取模运算。例如，将一个整 数与一个常数进行位异或运算，可以得到该整数除以该常 数的余数。
06 位非运算
位非运算的定义
• 位非运算是一种位运算操作，它对一个二进制数的每一位进行取反操作。如果某一位是1，则位非运算后变为0；如果某一 位是0，则位非运算后变为1。
部分数组交换等。
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感谢您的观看
右移位运算
总结词
将二进制位向右移动若干位。
详细描述
右移位运算符（>>）将一个数的二进制位向右移动若干位，左侧空出的位用符号位填充。对于有符号整数，右 侧空出的位用符号位填充；对于无符号整数，右侧空出的位用0填充。右移位运算实质上是将该数除以2的若干次 方。
无符号右移位运算
总结词
将二进制位向右移动若干位，左侧空出的位用0填充。
C语言程序设计课件位运算
目录
• 位运算概述 • 移位运算 • 位与运算 • 位或运算 • 位异或运算 • 位非运算
01 位运算概述
位运算的定义
01
位运算是一种以二进制位为对象 的运算方式，通过对二进制位进 行操作来执行特定的功能。
02
在C语言中，位运算符包括按位与 (&)、按位或(|)、按位异或(^)、 按位取反(~)、左移(<<)和右移 (>>)。
位非运算的规则
位非运算的规则是将一个二进制数的 每一位都进行取反操作。具体来说， 如果某一位是1，则位非运算后变为0； 如果某一位是0，则位非运算后变为1。

位 运 算.ppt

第十一章 位 运 算
11.1 概 述
Ｃ语言是为描述系统而设计的，因此它应当具有汇编
语言所能完成的一些功能。Ｃ语言既具有高级语言的特点
，又具有低级语言的功能，因而具有广泛的用途和很强的
生命力。第九章介绍的指针运算和本章将介绍的位运算就
很适合于编写系统软件的需要。
所谓位运算是指进行二进制位的运算。在系统软件中
，常要处理二进位的问题。例如，将一个存储单元中的各
二进位左移或右移一位，两个数按位相加等。ｃ语言提供
位运算的功能，与其它高级语言（如PASCAL）相比，它
显然具有很大的优越性。
为了使没有学过汇编语言的读者对二进制运算能有较
好的理解，先介绍有关位的知识。
一、字节和位
大多数计算机系统（包含IBM-PC系列）的内存储器
对十进制数，如果想从９得到结果值５，可以 用减法：
９一４＝５
已知４的补数为１０一４＝６，即４与６互补。因 此９一４可以改写为加法：
6
９+６ ＝1５
再去掉高位１，得５。 在计算机中，以一个有限长度的二进位作为数
的模，如果用1个字节表示一个数，一个字节为８ 位，模为256。因为逢２56就进１，在内存中情况 为
| +7 |00000111|00000111 |00000111|
-------------------------------------------------
-7 10000111 11111000 11111001
（表11.1)
8
如果已知一个负数的补码，想将其转换为十进制 数，可以：①先对各位取反；②再将其
3
三、反码
一个数如果值为正，则它的反码与原码相
同，如：＋７的反码为０００００１１１。

位运算PPT

规则：高位不论0或1都丢弃，低位空位以0填充； 特征：高位丢弃的没有1时，左移i位，变成2i倍 例如：int a=50; 0x32 printf(“%d”,a<<3); 运算: 0x32: 00000000 00110010 <<3得到 00000000001 10010000 结果为：400 ( = 23×50 )
0^0=0 1^0=1 0^1=1
9 / 26
按位异或的特性
1）与二进制1异或——具有翻转性
0 ^）1 1 1 ^）1 0
2）与二进制0异或——具有保持性
0 ^）0 0
1 ^）0 1
10 / 26
按位异或的特性
3）与同一个二进制数连续两次异或后恢 复原值不变——具有恢复性 即: a^b^b=a 1011
13 / 26
三种交换算法的总结
t=a; a=b; b=t; a=a+b; b=a-b; a=a-b; a=a^b; b=a^b; a=a^b; 或： a^=b^=a^=b;
优点：不会溢出，可用于多种 数据类型（指针，字符串等） 缺点：多用一个变量。 优点：不增加变量。 缺点：可能数值溢出。不能用 于非数值交换。 优点：速度快，不会数值溢出。 缺点：只能用于整型量交换。
作用 按位取反 左移 右移 按位与 按位异或 按位或

优先级 1 2 3 4 5
1 / 26
按位取反——单目运算符~



以二进制位为单位，1变成0，0变成1。 8位的~1=11111110 例如：main(){ int a=025; printf("%d",~a); getch(); } （025是个八进制数字) 计算：025→0000000000010101 ~025→1111111111101010——负数(补码) 结果： ~025＝ -2210

C语言课件 第十二章 位运算


程序如下： 程序如下： main( ) a， {unsigned a，b，c； n； int n； scanf("a=%o，n=%d"，&a，&n)； scanf("a=%o，n=%d"，&a，&n)； b=a＜＜(16-n)； ＜＜(16 b=a＜＜(16-n)； c=a＞＞n； c=a＞＞n ＞＞ c=c|b； c=c|b； printf("%o\n%o"， c)； printf("%o\n%o"，a，c)； }
可以用下面介绍的位段结构体的方法。 位段 C语言允许在一个结构体中以位为单位 来指定其成员所占内存长度，这种以 位为单位的成员称为“位段”或称 “位域” ( bit field) 。利用位段 能够用较少的位数存储数据。
例如： 例如： packedstruct packed-data a∶2； {unsigned a∶2； b∶6； unsigned b∶6； c∶4； unsigned c∶4； d∶4； unsigned d∶4； int i； }data； }data； 见图12.6 其中a 12.6。 分别占2 见图12.6。其中a、b、c、d分别占2位、6 为整型。共占4个字节。 位、4位、4位。i为整型。共占4个字节。
此二 位舍 弃
右移一位相当于除以2,右移n位相当于除以2n。 在右移时,需要注意符号位问题。 对无符号数,右移时左边高位移入0。 对于有符号的值,如果原来符号位为0(该数为正), 则左边也是移入0。 如果符号位原来为1(即负数),则左边移入0还是1, 要取决于所用的计算机系统。有的系统移入0,有 的移入1。移入0的称为“逻辑右移”,即简单右 移。移入1的称为“算术右移”。

C21第12章 位运算.ppt


构造操作数
无符号字符型变量c的值为165，需点亮第6号灯，可以 用如下表达式
c |= 1 << 6，其中，1 << 6即0100 0000。 注意： 左移操作也可看作算术运算，故其优先级低于算术操作 符但高于关系运算符。 单目操作符~的优先级较高。按位与、按位或和按位异
或的优先级低于关系操作符，但高于逻辑操作符。return
12.2 位运算示例 12.3 位段
位运算
位运算是指按二进制位进行的运算，实际上就是直接对整数 在内存中的二进制位进行操作。
考虑这样的问题：编程控制编号为0至7的八盏灯的开关。 可以定义一个长度为8的短整型数组变量a。 可以定义一个无符号的字符型变量c。 如果c的值为128（1000 0000），则7号灯亮，其余灯灭；为 192时（1100 0000），则6号和7号灯亮，其余的灭。 但是要改变某盏灯的状态而不影响其他灯的，却并非易事。
return
12.1.5 左移操作符<<
左移操作符<<常用形式为：a << n 其中，a和n均为整数，表达式求值时将a的二进制位全 部左移n位，右端补n个0，左端移出的n位因溢出而舍弃。 显然n的取值范围通常为1至sizeof(a)。 左移1位的值为a的2倍，左移2位的值为a的4倍，……（ 表达式的值不能超出整型的取值范围）。左移操作要比相 应的乘法运算（a*2）快得多。 在位运算中，左移运算常用于构造操作数。
当参与运算时，位段会自动转换成整型，当给位段赋一 个超出其取值范围的值时，左端多余的位数会被舍弃。
位段类型转换和赋值的原则与C语言基本类型所遵循的 原则相同，如printf("%d,%d\n", bf.a + bf.b, bf.c = 15)的输出为-7,-1。
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printf ( “ %d , %d ” , a , b ) ;
}
第 输出: 4 , 3
十
一 章
结论
利用异或运算，不必设置第三个 变量就可以实现两个变量值的交换。
重点
四川理工学院
C 5. << (左移位运算)
语 言 程 序 设 计

作用: 将操作数的各个二进位顺序左移。右端空出的
a >> 4 & ~ ( ~ 0 << 4 )
第
十
一 章
15
8 7
4
0
四川理工学院
C
语 言 程 序 设 计
void main ( ) { unsigned a , b , c , d ; scanf (“ %o” , &a ) ; b = a >> 4 ; c = ~ ( ~ 0 << 4 ) ; d=b&c; printf ( “ %o\n %o\n ” , a , d ) ; }
077 00000000 00111111 main ( ) ~ 077 11111111 11000000 { int x ; scanf( “ %d ” , &x ) ; x&= ~ 077 ; printf ( “ x= % o \n”, x ) ; } 如输入: 256 输出为: x = 400 ( 8 进制 ) 同样,如将x的后 6位全置1 , 则只需将x = x | 077 即可。
位补0 ， 而移出左端之外的位则舍去。 如: a << n 表示将 a 的各个二进位顺序左移 n 说明:
第
十
一 章
(1) 左移运算相当于乘 2 运算。 对无符号数， 位( n 为正整数)。 左移 1 位相当于乘 2 左移 n 位 ，则乘 2n 例如: a = 25 则 a << 3 结果为 200 (2) 对于用补码表示的正数，如果左移出的全部 是0 ，且移出后的最高位仍是 0 。 a (3) 对于用补码表示的负数，如果左移出的全部 00000000 00011001 是1 ，且移出后的最高位仍是 1 。 a << 3 00000000 11001000 (4) 若非上述情况 ( 如:左移出现溢出时), 就不 能简单地用乘 2 来计算。 如: 有符号字符型数 64 , 当它左移2 位时，结果为 0 。 说明:
a
00000000 11011001
C 例11.3 将一个整数 a 循环右移 n 位。 所谓循环右移

语 是将 a 最右端的位顺序移到 a 的最左端，而将 a 中原 言 左端的各位顺序右移到最右端。 程 序 设 1 0 0 0 1 0 0 1 右移 2 位 计 0 1 1 0 0 0 1 0
}
第 如输入: 157653 , 3 十 输出为: 157653 一 章
75765 同样可以实现循环左移。
11011111 10101011
01111011 11110101
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C
语 言 程 序 设 计

作业
P308 12.1 12.2 12.3
第
十
一 章
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章
四川理工学院
C

语 例如: a = 32768 言 程 a 10000000 00000000 序 设 a >>1 01000000 00000000 逻辑右移, 结果为 16384 计 a >>1 11000000 00000000 算术右移, 结果为 16384
实例
注意事项
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C
语 言 程 序 设 计

2. & (按位与运算)
作用: 对参加运算的两个二进制数逐位进行逻辑
与运算, 规则: 实例 如: a&b 0&0 = 0, 1&0 = 0 , 0&1 = 0, 1&1 = 1
第
十
一 章
main( ) 例如:int a = 5 ,, b = 2 ,, 则:; a & b = 0 a = 1 b = 12 d { d = a&b ; a 00000000 00000001 printf (“%d&%d = %d\n”, a, b, d ); b 11111111 11111110 } 输出: a&b 00000000 00000000 5&12 = 4
结论

第
十
一 章
任意指定从右端 m 位 开始， 如输入: 331 n 00000000 00001101 输出为: 331 取其右面的 d 位。 15 只需: b = a >> ( m – n + 1 ) c= 结论 ~ ( ~ 0 << n ) d=b&c 四川理工学院
第
十
一 章
算术右移运算相当于除 2 运算。右移 1 位 相当于除 2。 右移 n 位 ，则除 2n 。
四川理工学院
C 二、优先级

第 一 章
语 1. 位运算符的优先级 言 >> 程 ~ & ^ | 序 高 << 低 设 结合性: ~ 运算按从右至左 , 其余按从左至右。 计 例: x & ~ 077 x & ( ~ 077) x >> 2 & y << 3 ( x >> 2 )& (y << 3 )
第
十
一 章
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C

例11.2 取一整数 a 从右端开始的 4 ~ 7 位。 语 言 (1) 先使 a 右移 4 位 a >> ( 7 – 4 + 1 ) 即 a >> 4 程 序 (2) 设置一个低 4位全为 1，其余位全为 0 的数。 ~ ( ~ 0 << 4 ) 设 计 (3) 将二者进行 & 运算
第
十
一 章
a
00000000 00001111 00000000 00000000
b
a ^ b 00000000 00001111 四川理工学院
C
语 言 程 序 设 计

例 : main ( )
{ int a = 3 , b = 4 ;
a=a^b; b=b^a; a=a^b;
第 一 章
(3) 将 c 与 b 按位或运算 c=c|b
c
00011011 01111011
11110101 11110101c Nhomakorabea十
四川理工学院
void C main ( )

语 { unsignde a , b , c ; int n ; scanf ( “ %o , %d ” , &a , &n ) ; 言 b = a << ( 16 – n ) ; 程 c = a >> n ; 序 c=c|b ; 设 printf ( “ %o \n %o \n” , a , c ) ; 计
unsigned 。
第
位运算符共 6 种：
& | ^ ~ << >>
十
一 章
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C 1. ~ (按位取反运算符)
语 言 程 序 设 计
实例

作用: 对一个二进制数逐位取反
第
十
一 章
实例11.1 如: a = 15 则 ~ a main ( ) { int a = 0 , b = 1 ; printf ( “ %d , %d \n”, ~a ,~b ) ; 重点 printf ( “ %d , %d \n”, !a , !b ) ; a 00000000 00001111 printf 注意: ~, 运算和 ! 运算的区别。 ( “ %d %d \n”, a , b ) ; }运行结果: ~ 2 1, 的优先级与 ++ , , !同级， ~ a 11111111 11110000 结合性从右至左。 1, 0 0, 1
第
十
一 章
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C 将 a 左移 16 – n 位并存入变量 b 中，这样 b 中最左端 (1)

语 的 n 位就是原 a 最右端的 n 位， 而 b 中最右端 言 (16 – n )位全为 0 。 a 11011111 10101011 程 b = a << ( 16 – n ) b 01100000 00000000 序 (2) 设 将 a 右移 n 位 ，其左端高 n 位补 0 。 计 c = a >> n
实例
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C
3. | (按位或运算)

语 作用: 对参加运算的两个二进制数逐位进行逻辑 言 或运算 程 如: a|b 序 设 规则: 0|0=0,1|0=1,0|1=1,1|1=1 计 例如: a = 1 , b = 1 , 则: a | b = 1。
第
a
b a|b
十
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C
语 言 程 序 设 计

2. 复合赋值运算 & = , | = , ^ = , << = , >> = 如: a & = b a=a&b a << = m + 1 a = a << m + 1
第
十
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序 设 计
三、位运算的应用 例11.1 将整数 x 的后 6 位全置 0 ，其余位不变。 语 取 y = 0177700 或 y = ~ 077 ( 八进制数 ) 言 则 x & y 即满足要求。 程