第11章 位运算(课件）-高二《程序设计基础》同步教学（北京理工版）

第11章 位运算 11.1 数值在计算机中的表示 11.2 位运算 11.1 数值在计算机中的表示 1．二进制位及编号 计算机系统的内存储器，是由许多称为字节的单元组成的，1个字节由8个二进制位（bit）构成，每位的取值为0或1。最右端的那1位称为“最低位”，编号为0；最左端的那1位称为“最高位”，而且从最低位到最高位顺序编号。如字符型数据的二进制位由低到高依次编号为0～7。 2.原码 数值的原码表示是指，将最高位用作符号位（0表示正数，1表示负数），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。 例如，+5的原码是00000101，符号位用0表示。 -5的原码是10000101，符号位用1表示。 下一页 返回 11.1 数值在计算机中的表示 3.反码 数值的反码表示分正负数两种情况： （1）正数的反码与原码相同。 例如，+5的原码是00000101，其反码也是00000101。 （2）负数的反码等于其绝对值各位求反。即符号位为1，其余各位为该数绝对值的原码按位取反。 例如，-5的反码是：将-5的绝对值（+5）的原码各位求反。因此，-5的反码为11111010 上一页 下一页 返回 11.1 数值在计算机中的表示 4.补码 数值的补码表示也分正负数两种情况： （1）正数的补码：与原码相同。 例如，+5的补码是00000101。 （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；然后整个数加1。即取该负数的反码，然后在最低位加1。 上一页 下一页 返回 11.1 数值在计算机中的表示 5.数值在计算机中的表示 一个数可以有原码、反码和补码三种不同的表示形式。但在计算机系统中，一律用补码形式存储，因使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法可按加法来处理。另外，两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍掉。 上一页 返回 11.2 位运算 11.2.1位运算符 C语言提供了如表11-1 所示的6种位运算符。 11.2.2位运算符使用方法 按位逻辑运算规则如表11-2所示，其中，a和b均表示数据的二进制位。 1.按位取反运算 求反运算符“～”为单目运算符，具有右结合性。其功能是对参与运算的数的各二进制位按位取反，即1变0，0变1。例如:a=9 下一页 返回 11.2 位运算 2．按位与运算 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。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。即“两1为1，其余为0”，参与运算的数以补码方式出现。 3. 按位或运算 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进行“或”运算。只要对应的二个二进制位有一个为1时，结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。 上一页 下一页 返回 11.2 位运算 4．按位异或运算 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进行“异或”运算，当两个对应的二进制位相异时，结果为1。参与运算数仍以补码出现， 5．左移运算 左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的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。其中，移位过程中，高位丢弃，低位补0。 例如： a<<3是指把a的各二进制位向左移动3位。 如果a=00000101(十进制5)，左移3位后为00110000(十进制40)。即a<<3=40。 上一页 下一页 返回 11.2 位运算 6．右移运算 右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>> ”左边的运算数的各二进制位全部右移若干位，“>>”右边的数指定移动的位数。 上一页 下一页 返回 11.2 位运算 11.2.3应用举例 例11．5 从键盘上输入一个正整数给int变量num，输出由8～11位构成的数 基本思路： （1）使变量num右移8位，将8～11位移到低4位上。 （2）构造1个低4位为1，其余各位为0的整数。 （3）与num进行按位与运算。 上一页 下一页 返回 11.2 位运算 main() {int