清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 第12章位运算 121位运算符和位运算 122位运算举例 123位段 习题
第12章 位运算 12.1 位运算符和位运算 12.2 位运算举例 12.3 位段 习题
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 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9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,是C语 言的重要特色。在计算机用于检测和控制领域中要用 到位运算的知识,因此读者应当学习和掌握本章的内 容 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,与其他高级语言(如 PASCAL 相比,它显然具有很大的优越性
• 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9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，是C语 言的重要特色。在计算机用于检测和控制领域中要用 到位运算的知识，因此读者应当学习和掌握本章的内 容。 • 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，与其他高级语言(如PASCAL) 相比，它显然具有很大的优越性
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 121位运算符和位运算 1211“按位与”运算符(&) 参加运算的两个数据,按二进位进行“与”运算。 如果两个相应的二进位都为1,则该位的结果值为 1,否则为0。即 0&0=0;0&1=0;1&0=0;1&1=1; 例如:3&5并不等于8,应该是按位与。 3=00000011 (&)5=00000101 00000001
12.1.1 “按位与”运算符(&) • 参加运算的两个数据，按二进位进行“与”运算。 如果两个相应的二进位都为1，则该位的结果值为 1，否则为0。即 • 0&0=0；0&1=0；1&0=0；1&1=1； • 例如： 3&5 并不等于8，应该是按位与。 3 = 00000011 (&) 5 = 00000101 00000001 12.1 位运算符和位运算
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 因此,3&5的值得1。如果参加&是负数运算的是 负数(如3&-5),则以补码形式表示为二进制数, 然后按位进行“与”运算。 按位与有一些特殊的用途 (1)清零。如果想将一个单元清零,即使其全部 二进位为0,只要找一个二进制数,其中各个位 符合以下条件:原来的数中为1的位,新数中相 应位为0。然后使二者进行&运算,即可达到清 零目的。 如:原有数为00101011,另找一个数,设它为 10010100,它符合以上条件,即在原数为1的位 置上,它的位值均为0。将两个数进行&运算:
因此，3&5的值得1。如果参加&是负数运算的是 负数(如-3 & -5)，则以补码形式表示为二进制数， 然后按位进行“与”运算。 按位与有一些特殊的用途： (1) 清零。 如果想将一个单元清零，即使其全部 二进位为0，只要找一个二进制数，其中各个位 符合以下条件：原来的数中为1的位，新数中相 应位为0。然后使二者进行&运算，即可达到清 零目的。 如：原有数为00101011，另找一个数，设它为 10010100，它符合以上条件，即在原数为1的位 置上，它的位值均为0。将两个数进行&运算：
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 00101011 (&)10010100 00000000 其道理是显然的。当然也可以不用10010100这个 数而用其他数(如010001000可以,只要符合上述 条件即可。 ·(2)取一个数中某些指定位。如有一个整数a(2个 字节),想要其中的低字节。只需将a与(737)8按位 与即可。见图121
00101011 (&) 10010100 00000000 • 其道理是显然的。当然也可以不用10010100这个 数而用其他数(如01000100)也可以，只要符合上述 条件即可。 • (2) 取一个数中某些指定位。如有一个整数a(2个 字节)，想要其中的低字节。只需将a与(737)8按位 与即可。见图12.1
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS a0010110010101100 b「0000000011111111 c[0000000010101100 图 12.1 a[0010110010101100 1111111100000000 c[0010110000000000 图122
图12.2 图12.1
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS c=a&b,b为八进制数的377,运算后c只保留a的低字节, 高字节为0。 如果想取两个字节中的高字节,只需c=a&0177400 (0177400表示八进制数的177400)。见图122。 (3)要想将哪一位保留下来,就与一个数进行&运算,此数 在该位取1,如:有一数01010100,想把其中左面第3、4 5、7、8位保留下来,可以这样运算: 01010100(+进制数84) (&)00111011(十进制数59) 000100进制数16) 即a=84,b=59,c=a&b=16
• c=a&b，b为八进制数的377，运算后c只保留a的低字节， 高字节为0。 • 如果想取两个字节中的高字节，只需c=a & 0177400 (0177400表示八进制数的177400)。见图12.2。 • (3) 要想将哪一位保留下来，就与一个数进行&运算，此数 在该位取1，如：有一数01010100，想把其中左面第3、4、 5、7、8位保留下来，可以这样运算： • 01010100 (十进制数84) • (&)00111011 (十进制数59) • 00010000(十进制数16) • 即 a=84，b=59，c=a&b=16
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 1212按位或运算符() 两个相应的二进位中只要有一个为1,该位的结 果值为1。即00=0;01=1;10=1;11=1 例如:060017 将八进制数60与八进制数17进行按位或运算。 00110000 000011 00111 低4位全为1。如果想使一个数a的低4位改为1, 只需将a与017进行按位或运算即可。 按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为1。 如:a是一个整数(16位,有表达式a1037则低8
12.1.2 按位或运算符(|) • 两个相应的二进位中只要有一个为1，该位的结 果值为1。即0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1。 例如:060|017 • 将八进制数60与八进制数17进行按位或运算。 • 00110000 • (|) 00001111 • 00111111 • 低4位全为1。如果想使一个数a的低4位改为1， 只需将a与017进行按位或运算即可。 • 按位或运算常用来对一个数据的某些位定值为1。 如：a是一个整数(16位)，有表达式a |0377则低8
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 位全置为1。高8位保留原样。 12.13“异或”运算符(∧) 异或运算符∧也称XOR运算符。它的规则是若参 加运算的两个二进位同号,则结果为0(假);异号 则为1(真)。即0∧0=0;0A1=1;1∧0=1; 1∧1=0;如: 0011001(十进制数57,八进制数071) ()00101010(十进制数42,八进制数052 00010011(十进制数19,八进制数023) 即071∧052,结果为023(八进制数)
位全置为1。高8位保留原样。 12.1.3 “异或”运算符(∧) • 异或运算符∧也称XOR运算符。它的规则是若参 加运算的两个二进位同号，则结果为0(假)；异号 则为1(真)。即0∧0=0； 0∧1=1； 1∧0=1； 1∧1=0；如： • 00111001 (十进制数57，八进制数071) • (∧)00101010 (十进制数42，八进制数052) • 00010011 (十进制数19，八进制数023) • 即071∧052，结果为023(八进制数)
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS “异或”的意思是判断两个相应的位值是否为 “异”,为“异”(值不同)就取真(1),否则为假 下面举例说明∧运算符的应用: (1)使特定位翻转 假设有01111010,想使其低4位翻转,即1变 为0,0变为1。可以将它与00001,行∧运算, 01111010 (∧000011 01110101
• “异或”的意思是判断两个相应的位值是否为 “异”，为“异”(值不同)就取真(1)，否则为假 (0)。 • 下面举例说明∧运算符的应用： • (1) 使特定位翻转 • 假设有01111010，想使其低4位翻转，即1变 为0，0变为1。可以将它与00001111进行∧运算， 即 • 01111010 • (∧)00001111 • 01110101