第11章 位运算 为节省内存空间，在系统软件中常将多个标志 状态位，简单地组合在一起，存储到1个字（节）中。 为此，C语言提供了按二进制位进行运算的功能， 将标志状态位从标志字节中分离出来。 教学目的： 掌握各种位运算主要用途和实现方法： 了解数的原码、反码和补码（数在计算机中的表示）。 2024/10/28
2024/10/28 1 第11章 位运算 为节省内存空间，在系统软件中常将多个标志 状态位，简单地组合在一起，存储到1个字 (节)中。 为此，Ｃ语言提供了按二进制位进行运算的功能， 将标志状态位从标志字节中分离出来。 教学目的： 掌握各种位运算主要用途和实现方法； 了解数的原码、反码和补码(数在计算机中的表示)
教学内容： 11.1数值在计算机中的表示 11.2*位运算 本章要点 本章作业与上机实践 2024/10/28 2
2024/10/28 2 教学内容： 11.1 数值在计算机中的表示 11.2* 位运算 本章要点 本章作业与上机实践
11.1数值在计算机中的表示 1、二进制位与字节 1个字节由8个二进制位(bit)构成，每位的取值为 01。自右→左，从0开始，依次编号，如下图所示： 7 6 5 432 1 最高位 最低位 2024/10/28 3
2024/10/28 3 11.1 数值在计算机中的表示 1、二进制位与字节 1个字节由8个二进制位(bit)构成，每位的取值为 0/1。自右→左，从0开始，依次编号，如下图所示： 7 6 5 4 3 2 1 0 最高位 最低位
2、数值的原码表示 将最高位用作符号位(0-正数，1-负数)，其余各位 代表数值本身的绝对值（以二进制形式表示）的表示形式。 为简化描述起见，本节约定用1个字节表示1个整数。 例如，+9的原码是0000I (表示正数 -9的原码是10001001。 表示负数 2024/10/28 4
2024/10/28 4 2、数值的原码表示 将最高位用作符号位(0-正数，1-负数)，其余各位 代表数值本身的绝对值(以二进制形式表示)的表示形式。 为简化描述起见，本节约定用1个字节表示1个整数。 例如，+9的原码是0 0001001 -9的原码是1 0001001。 表示正数 表示负数
3、数值的反码表示 (1)正数的反码：与原码相同。 例如，+9的反码是00001001。 (2)负数的反码：符号位为1；其余各位，为该数 绝对值的原码，按位取反(1变0、0变1)。 例如，9的反码： ①符号位：1 ②其余7位：-9的原码=0001001 按位取反=1110110 ③-9的反码=11110110 2024/10/28 5
2024/10/28 5 3、数值的反码表示 (1)正数的反码：与原码相同。 例如，+9的反码是0 0001001。 (2)负数的反码：符号位为1；其余各位，为该数 绝对值的原码，按位取反(1变0、0变1)。 例如，-9的反码： ①符号位 ：1 ②其余7位：|-9|的原码 = 0001001 按位取反 = 1110110 ③-9的反码= 1 1110110
4、数值的补码表示 (1)正数的补码：与原码相同。 (2)负数的补码：符号位为1；其余位为该数绝对值 的原码，按位取反，再加1。 例如，求-9的补码： ①符号位：1 ②其余7位：-9的原码=0001001 按位取反=1110110 再加1= 1110111 ③-9的补码=11110111 2024/10/28 6
2024/10/28 6 4、数值的补码表示 (1)正数的补码：与原码相同。 (2)负数的补码：符号位为1；其余位为该数绝对值 的原码，按位取反，再加1。 例如，求-9的补码： ①符号位：1 ②其余7位：|-9|的原码 = 0001001 按位取反 = 1110110 再加1 = 1110111 ③ -9的补码= 1 1110111
5、数值在计算机中的表示一补码 在计算机系统中，数值一律用补码表示（存储）： ()使用补码，可以将符号位和其它位统一处理； (2)减法也可按加法来处理。 [返回] 2024/10/28
2024/10/28 7 5、数值在计算机中的表示──补码 在计算机系统中，数值一律用补码表示(存储) ： (1)使用补码，可以将符号位和其它位统一处理； (2)减法也可按加法来处理。 [返回]
11.2*位运算 11.2.1按位与&) 11.2.2 按位或」) 11.2.3按位异或A) 11.2.4按位取反(~) 11.2.5位左移>】 11.2.7说明 11.2.8应用举例 [返回] 2024/10/28 8
2024/10/28 8 11.2* 位 运 算 11.2.1 按位与( & ) 11.2.2 按位或( | ) 11.2.3 按位异或( ^ ) 11.2.4 按位取反( ~ ) 11.2.5 位左移( > ) 11.2.7 说明 11.2.8 应用举例 [返回]
11.2.1按位与(&) 1.格式：x&y 2.规则：对应位均为1时，才为1；否则为0。 例如，3&9=1：0011&1001=0001 3.主要用途：保持1个数的某（些）位不变，其余各 位置0。 2024/10/28 9
2024/10/28 9 11.2 .1 按位与(&) 1. 格式：x & y 2. 规则：对应位均为1时，才为1；否则为0。 例如，3 & 9 = 1： 0011 & 1001 = 0001 3. 主要用途：保持1个数的某(些)位不变，其余各 位置0
4.实现方法 (1)构造1个整数：保持不变的位为1，其余为0。 (2)进行按位与操作。 例如，保持9的最低位不变，其余各位置0： ●构造1个整数00000001=1 ●9&1=00000001。 思考：如何保留整数的最低2位，其余各位置0？ [返回] 2024/10/28 10
2024/10/28 10 4. 实现方法 (1) 构造1个整数：保持不变的位为1，其余为0。 (2) 进行按位与操作。 例如，保持9的最低位不变，其余各位置0 ： ● 构造1个整数00000001=1 ● 9 & 1 = 00000001。 思考：如何保留整数x的最低2位，其余各位置0 ？ [返回]