位赋值运算符
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第12章 位运算
位运算 位赋值运算符 位段 应用举例
12.1 位运算
1.位运算和指针一样，都是C语言的重要特色。 .位运算和指针一样，都是 语言的重要特色 语言的重要特色。 2.位运算的概念： .位运算的概念： 的概念 所谓位运算，是指进行二进制位的运算。 所谓位运算，是指进行二进制位的运算。 例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移1位 例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移 位， 两个数按位相加等。 两个数按位相加等。 3. 位运算有: 位运算有:
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 1. 按位与运算符 . 按位与运算符& 运算规则：如果参加运算的两个运算量的相应位都是1， 运算规则：如果参加运算的两个运算量的相应位都是 ， 则该位的结果值为1，否则为0。 则该位的结果值为 ，否则为 。 例如： 例如： a:01111010 b:10011000 ────── &:00011000 即a&b=0x18
a: a<<2: 00100001 10000100
12.1 位运算
12.1.2 移位运算符 1.右移运算符>> .右移运算符 运算规则： 运算规则：对>>左边的运算量的每一位全部右移右边运 左边的运算量的每一位全部右移右边运 算量表示的位数，低位被移出去舍弃，空出的高位补0还是 算量表示的位数，低位被移出去舍弃，空出的高位补 还是 补1，分两种情况： ，分两种情况： （1）对无符号数进行右移时，空出的高位补 。这种右移称 ）对无符号数进行右移时，空出的高位补0。 为逻辑右移。 为逻辑右移。 （2）对带符号数进行右移时，空出的高位以符号位填补。 ）对带符号数进行右移时，空出的高位以符号位填补。 即正数补0，负数补1。这种右移称为算术右移。 即正数补 ，负数补 。这种右移称为算术右移。
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运行结果： 运行结果：
input num:12345↙ ↙ binary of 3039 is: 0011000000111001
12.4 应用举例
循环移位的实现。 例12-2 循环移位的实现。
左移 ：
主程序： 主程序：
main( ) { unsigned rol(unsigned x,int n); unsigned ror(unsigned x, int n); unsigned a; int n; printf("input a,n:"); scanf("%x,%d",&a,&n); printf("a=%x rotleft n=%d bit is %x\n",a,n,rol(a,n)); printf("a=%x rotright n=%d bit is %x\n",a,n,ror(a,n)); }
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 3.按位异或运算符∧ .按位异或运算符∧ 运算规则：如果两个运算量的相应位不同， 运算规则：如果两个运算量的相应位不同，则该位的结 果值为1，否则为0。 果值为 ，否则为 。 例如： 例如： a:01111010 b:10011000 ───── ∧:11100010 即a∧b=0xe2 ∧
12.3 位段
C语言允许在一个结构体中以位为 语言允许在一个结构体中以位为 单位来指定其成员所占的内存长度， 单位来指定其成员所占的内存长度， 这种以位为单位的成员称为“位段” 这种以位为单位的成员称为“位段” 位域” 位段” 位域” 或“位域”。“位段”或“位域”是 一种特殊的结构体成员。 一种特殊的结构体成员。 定义的一般格式为： 定义的一般格式为： struct结构体名 结构体名 { 成员1: 长度; 类型 成员 长度 成员2: 长度; 类型 成员 长度 … 成员n: 长度; 类型 成员 长度 }; 其中，冒号前的成员为位段， 其中，冒号前的成员为位段，冒号后 的长度表示存储位段需要占用字节的 位数。 位数。 例如： 例如： struct device { unsigned a:1; unsigned b:2; unsigned c:4; int x; float y; }data; 结构体变量data包含 个成员，它们分 包含5个成员 结构体变量 包含 个成员， 别是a， ， ， ， 。 别是 ，b，c，x，y。 其中， 、 、 为位段 分别占用1 为位段， 其中，a、b、c为位段，分别占用 位、2位、4位，即a、b、c共占用 位。 位 位 、 、 共占用7位 共占用 这样， 这样，用一个字节就可以存储这三个 位段。 、 为基本类型的成员 为基本类型的成员， 位段。x、y为基本类型的成员，分别 需要2个 个字节存储 因此， 个字节存储。 需要 个、4个字节存储。因此，结构 体变量data需要占用 个字节的内存单 需要占用7个字节的内存单 体变量 需要占用 元。
2个字节 x 16
4个字节 y 32
12.4 应用举例
输出一个整数的二进制形式。 例12-1 输出一个整数的二进制形式。 程序： 程序：
main( ) { int num,bit,i; unsigned test=0x8000; printf("input mum:"); scanf("%d",&num); printf("binary of %x is: ",num); for(i=1;i<=16;i++) { bit=((num&test)==0)?0:1; printf("%d",bit); test>>=1; } }
12.1 位运算
12.1.2 移位运算符 1. 左移运算符 . 左移运算符<< 运算规则： 运算规则：对<<左边的运算量的每一位全部左移右边运 左边的运算量的每一位全部左移右边运 算量表示的位数。 算量表示的位数。 例如： 表示将a的各位依次向左移 的最高2位移 例如：a<<2表示将 的各位依次向左移 位，a的最高 位移 表示将 的各位依次向左移2位 的最高 出去舍弃，空出的低2位以 填补。 位以0填补 出去舍弃，空出的低 位以 填补。
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 位逻辑运算规则 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 ~b 1 0 1 0
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 5.位逻辑运算符的用途 . （1）判断一个数据的某位是否为 。 ）判断一个数据的某位是否为1。 （2）屏蔽掉一个数据中的某些位。 ）屏蔽掉一个数据中的某些位。 （3）清零。 ）清零。 （4）保留若干位。 ）保留若干位。 （5）把一个数据的某位置为 。 ）把一个数据的某位置为1。 变为0， 变为 变为1。 （6）把一个数据的某位翻转，即1变为 ，0变为 。 ）把一个数据的某位翻转， 变为
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 2.按位或运算符| .按位或运算符 运算规则：如果两个运算量的相应位都是0， 运算规则：如果两个运算量的相应位都是 ，则该位的结 果值为0，否则为1。 果值为 ，否则为 。 例如： 例如： a:01111010 b:10011000 ───── |: 11111010 即a|b=0xfa
12.3 位段
例如： 例如： struct device { unsigned a:1; unsigned b:2; unsigned c:4; int x; float y; }data;
1个字节 c 1 4 b 2 a 1
结构体变量data包含 个成员，它们分别是 ，b，c， 包含5个成员 它们分别是a， ， ， 结构体变量 包含 个成员， x，y。 ， 。 其中， 、 、 为位段 分别占用1位 为位段， 其中，a、b、c为位段，分别占用 位、2位、4位， 位 位 共占用7位 这样， 即a、b、c共占用 位。这样，用一个字节就可以存储 、 、 共占用 这三个位段。 、 为基本类型的成员 分别需要2个 为基本类型的成员， 这三个位段。x、y为基本类型的成员，分别需要 个、 4个字节存储。因此，结构体变量 个字节存储。 需要占用7个字 个字节存储 因此，结构体变量data需要占用 个字 需要占用 节的内存单元。 节的内存单元。
位运算符 & | ∧ ~ << >> 含义 按位与 按位或 按位异或 按位取反 左移 右移 举例 a&b a|b a∧b ∧ ~a a<<1 b>>2
说明： 说明： 只能是整型或字符型数据， （1）位运算量 ，b只能是整型或字符型数据，不能是实型数据。 ）位运算量a， 只能是整型或字符型数据 不能是实型数据。 为单目运算符外， （2）位运算符中除按位取反运算符 为单目运算符外，其它均为双目运算符。 ）位运算符中除按位取反运算符~为单目运算符外 其它均为双目运算符。
12.2 位赋值运算符
位赋值运算符是位运算符与赋值运算符的结合。 位赋值运算符是位运算符与赋值运算符的结合。 位赋值运算符 位赋值运算符 &= |= ∧= <<= >>= 含义 位与赋值 位或赋值 位异或赋值 左移赋值 右移赋值 举例 a&=b a|=b a∧=b ∧ a<<=b a>>=b 等同于 a=a&b a=a|b a=a∧b ∧ a=a<<b a=a>>b
小
位运算
结
位赋值运算符 位段 应用举例
作业和上机实验
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 4.按位取反运算符~ .按位取反运算符 运算规则：对一个运算量的每一位都取反，即将1变为 变为0， 运算规则：对一个运算量的每一位都取反，即将 变为 ， 0变为 。 变为1。 变为 例如： 例如： a: 01111010 ───── ~a:10000101 即~a=0x85
unsigned rol(unsigned x,int n) { unsigned y; y=(x<<n)|(x>>(16-n)); return(y); }
右移 ：
unsigned ror(unsigned x, int n) { unsigned y; y=(x>>n)|(x<<(16-n)); return(y); }
位运算 位赋值运算符 位段 应用举例
12.1 位运算
1.位运算和指针一样，都是C语言的重要特色。 .位运算和指针一样，都是 语言的重要特色 语言的重要特色。 2.位运算的概念： .位运算的概念： 的概念 所谓位运算，是指进行二进制位的运算。 所谓位运算，是指进行二进制位的运算。 例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移1位 例如：将一个存储单元中的各二进制位左移或右移 位， 两个数按位相加等。 两个数按位相加等。 3. 位运算有: 位运算有:
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 1. 按位与运算符 . 按位与运算符& 运算规则：如果参加运算的两个运算量的相应位都是1， 运算规则：如果参加运算的两个运算量的相应位都是 ， 则该位的结果值为1，否则为0。 则该位的结果值为 ，否则为 。 例如： 例如： a:01111010 b:10011000 ────── &:00011000 即a&b=0x18
a: a<<2: 00100001 10000100
12.1 位运算
12.1.2 移位运算符 1.右移运算符>> .右移运算符 运算规则： 运算规则：对>>左边的运算量的每一位全部右移右边运 左边的运算量的每一位全部右移右边运 算量表示的位数，低位被移出去舍弃，空出的高位补0还是 算量表示的位数，低位被移出去舍弃，空出的高位补 还是 补1，分两种情况： ，分两种情况： （1）对无符号数进行右移时，空出的高位补 。这种右移称 ）对无符号数进行右移时，空出的高位补0。 为逻辑右移。 为逻辑右移。 （2）对带符号数进行右移时，空出的高位以符号位填补。 ）对带符号数进行右移时，空出的高位以符号位填补。 即正数补0，负数补1。这种右移称为算术右移。 即正数补 ，负数补 。这种右移称为算术右移。
百度文库
运行结果： 运行结果：
input num:12345↙ ↙ binary of 3039 is: 0011000000111001
12.4 应用举例
循环移位的实现。 例12-2 循环移位的实现。
左移 ：
主程序： 主程序：
main( ) { unsigned rol(unsigned x,int n); unsigned ror(unsigned x, int n); unsigned a; int n; printf("input a,n:"); scanf("%x,%d",&a,&n); printf("a=%x rotleft n=%d bit is %x\n",a,n,rol(a,n)); printf("a=%x rotright n=%d bit is %x\n",a,n,ror(a,n)); }
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 3.按位异或运算符∧ .按位异或运算符∧ 运算规则：如果两个运算量的相应位不同， 运算规则：如果两个运算量的相应位不同，则该位的结 果值为1，否则为0。 果值为 ，否则为 。 例如： 例如： a:01111010 b:10011000 ───── ∧:11100010 即a∧b=0xe2 ∧
12.3 位段
C语言允许在一个结构体中以位为 语言允许在一个结构体中以位为 单位来指定其成员所占的内存长度， 单位来指定其成员所占的内存长度， 这种以位为单位的成员称为“位段” 这种以位为单位的成员称为“位段” 位域” 位段” 位域” 或“位域”。“位段”或“位域”是 一种特殊的结构体成员。 一种特殊的结构体成员。 定义的一般格式为： 定义的一般格式为： struct结构体名 结构体名 { 成员1: 长度; 类型 成员 长度 成员2: 长度; 类型 成员 长度 … 成员n: 长度; 类型 成员 长度 }; 其中，冒号前的成员为位段， 其中，冒号前的成员为位段，冒号后 的长度表示存储位段需要占用字节的 位数。 位数。 例如： 例如： struct device { unsigned a:1; unsigned b:2; unsigned c:4; int x; float y; }data; 结构体变量data包含 个成员，它们分 包含5个成员 结构体变量 包含 个成员， 别是a， ， ， ， 。 别是 ，b，c，x，y。 其中， 、 、 为位段 分别占用1 为位段， 其中，a、b、c为位段，分别占用 位、2位、4位，即a、b、c共占用 位。 位 位 、 、 共占用7位 共占用 这样， 这样，用一个字节就可以存储这三个 位段。 、 为基本类型的成员 为基本类型的成员， 位段。x、y为基本类型的成员，分别 需要2个 个字节存储 因此， 个字节存储。 需要 个、4个字节存储。因此，结构 体变量data需要占用 个字节的内存单 需要占用7个字节的内存单 体变量 需要占用 元。
2个字节 x 16
4个字节 y 32
12.4 应用举例
输出一个整数的二进制形式。 例12-1 输出一个整数的二进制形式。 程序： 程序：
main( ) { int num,bit,i; unsigned test=0x8000; printf("input mum:"); scanf("%d",&num); printf("binary of %x is: ",num); for(i=1;i<=16;i++) { bit=((num&test)==0)?0:1; printf("%d",bit); test>>=1; } }
12.1 位运算
12.1.2 移位运算符 1. 左移运算符 . 左移运算符<< 运算规则： 运算规则：对<<左边的运算量的每一位全部左移右边运 左边的运算量的每一位全部左移右边运 算量表示的位数。 算量表示的位数。 例如： 表示将a的各位依次向左移 的最高2位移 例如：a<<2表示将 的各位依次向左移 位，a的最高 位移 表示将 的各位依次向左移2位 的最高 出去舍弃，空出的低2位以 填补。 位以0填补 出去舍弃，空出的低 位以 填补。
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 位逻辑运算规则 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 ~b 1 0 1 0
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 5.位逻辑运算符的用途 . （1）判断一个数据的某位是否为 。 ）判断一个数据的某位是否为1。 （2）屏蔽掉一个数据中的某些位。 ）屏蔽掉一个数据中的某些位。 （3）清零。 ）清零。 （4）保留若干位。 ）保留若干位。 （5）把一个数据的某位置为 。 ）把一个数据的某位置为1。 变为0， 变为 变为1。 （6）把一个数据的某位翻转，即1变为 ，0变为 。 ）把一个数据的某位翻转， 变为
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 2.按位或运算符| .按位或运算符 运算规则：如果两个运算量的相应位都是0， 运算规则：如果两个运算量的相应位都是 ，则该位的结 果值为0，否则为1。 果值为 ，否则为 。 例如： 例如： a:01111010 b:10011000 ───── |: 11111010 即a|b=0xfa
12.3 位段
例如： 例如： struct device { unsigned a:1; unsigned b:2; unsigned c:4; int x; float y; }data;
1个字节 c 1 4 b 2 a 1
结构体变量data包含 个成员，它们分别是 ，b，c， 包含5个成员 它们分别是a， ， ， 结构体变量 包含 个成员， x，y。 ， 。 其中， 、 、 为位段 分别占用1位 为位段， 其中，a、b、c为位段，分别占用 位、2位、4位， 位 位 共占用7位 这样， 即a、b、c共占用 位。这样，用一个字节就可以存储 、 、 共占用 这三个位段。 、 为基本类型的成员 分别需要2个 为基本类型的成员， 这三个位段。x、y为基本类型的成员，分别需要 个、 4个字节存储。因此，结构体变量 个字节存储。 需要占用7个字 个字节存储 因此，结构体变量data需要占用 个字 需要占用 节的内存单元。 节的内存单元。
位运算符 & | ∧ ~ << >> 含义 按位与 按位或 按位异或 按位取反 左移 右移 举例 a&b a|b a∧b ∧ ~a a<<1 b>>2
说明： 说明： 只能是整型或字符型数据， （1）位运算量 ，b只能是整型或字符型数据，不能是实型数据。 ）位运算量a， 只能是整型或字符型数据 不能是实型数据。 为单目运算符外， （2）位运算符中除按位取反运算符 为单目运算符外，其它均为双目运算符。 ）位运算符中除按位取反运算符~为单目运算符外 其它均为双目运算符。
12.2 位赋值运算符
位赋值运算符是位运算符与赋值运算符的结合。 位赋值运算符是位运算符与赋值运算符的结合。 位赋值运算符 位赋值运算符 &= |= ∧= <<= >>= 含义 位与赋值 位或赋值 位异或赋值 左移赋值 右移赋值 举例 a&=b a|=b a∧=b ∧ a<<=b a>>=b 等同于 a=a&b a=a|b a=a∧b ∧ a=a<<b a=a>>b
小
位运算
结
位赋值运算符 位段 应用举例
作业和上机实验
12.1 位运算
12.1.1 位逻辑运算符 4.按位取反运算符~ .按位取反运算符 运算规则：对一个运算量的每一位都取反，即将1变为 变为0， 运算规则：对一个运算量的每一位都取反，即将 变为 ， 0变为 。 变为1。 变为 例如： 例如： a: 01111010 ───── ~a:10000101 即~a=0x85
unsigned rol(unsigned x,int n) { unsigned y; y=(x<<n)|(x>>(16-n)); return(y); }
右移 ：
unsigned ror(unsigned x, int n) { unsigned y; y=(x>>n)|(x<<(16-n)); return(y); }