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C语言运算

时间:2020-11-09 15:41:13 C语言 我要投稿

C语言运算

  引导语:数学上,数学上,运算是一种行为。而在C语言中,运算也有优先级之分,以下是百分网小编分享给大家的C语言运算,欢迎阅读学习!

  一、 位运算的含义及应用

  1.位的概念

  大多数计算机系统的内存储器是由众多的存储单元构成的。在微机中,每个存储单元是1个字节,它由8位二进制数构成,可以表示28=256种信息,各位的编号从0~7,最左边的位(第7位)是最高位,最右边的位(第0位)是最低位。由于二进制本身的特点,各位上的数字不是1,就是0。

  本章中的位就是指上述提到的二进制位,本章中的位运算就是指对这些二进制的位进行逻辑运算、移位运算等操作。

  2.数的编码

  数在计算机中是以二进制表示的,但是它并不是简单地以它本身的数值的二进制形式来直接表示,而要进行一定的编码,以方便计算机进行处理。常用的编码有原码、反码、补码三种。

  3.真值与原码

  我们将一个十进制数的二进制表示称为这个十进制数的真值,它代表了这个十进制数本身的数值。下表列出了一些数的真值。

  真值举例

  数 二进制表示 真值(16位)

  0

  1?

  7 0

  1?

  111 0000000000000000

  0000000000000001?

  0000000000000111 ?

  15? ?

  1111? ?

  0000000000001111?

  255?

  4095?

  65535 11111111?

  111111111111?

  1111111111111111 0000000011111111?

  0000111111111111?

  1111111111111111

  用真值表示的'数只能是正数,对于负数,要用“一”号标明,例如:

  -7的真值为-0000000000000111-65535的真值为-1111111111111111

  这势必造成用计算机表示数时的不便,故引入了原码表示法。

  在原码表示法中,最高位代表符号位,用“1”表示负数,“0”表示正数;余下的数位用来表示真值的绝对值。

  数字零存在着两种表示方法:+0与-0。

  4.反码

  若采用反码表示,则对应的原码应按照以下方法进行转换:

  (1)如果真值为正,则它的反码与原码相同;

  (2)如果真值为负,则反码的符号位为1,其余各位就是对原码取反(即原码的1变为0,原码的0变为1)。

  5.补码

  (1)为什么要引入补码

  补码具有许多独特的优点:首先它可以变减法运算为加法运算,使得计算时步骤统一,速度提高;其次,在这种系统下的“0”只有惟一的一种表示方法,这就是现代的计算机系统中大多采用补码的原因。

  (2)补码的规定

  ①正数的原码、补码、反码均相同;

  ②计算负数的补码时,先置符号位为1,再对剩余原码的位数逐位取反,最后对整个数加1。

  在微机上以8位二进制数为一字节的存储单元中采用补码系统,它可以存放的最小整数为-128,最大整数为+127。若采用两个字节来表示一个整数,则可表示的最小整数为-32768,最大整数为+32767。

  二、 简单的位运算

  C语言提供了位(bit)运算的功能,这使它像汇编语言一样用来编写系统程序。位运算符共有六种;

  位运算符

  位运算符 含义

  & 位与

  ︳ 位或

  ∧ 位异或

  ~ 位取反

  << 位左移

  >> 位右移

  本节介绍前四种运算,即位的逻辑运算。

  1.按位与运算

  ①概念

  “按位与”运算符“&”是双目运算符,其功能是将参与运算两数的各对应二进位相与。只能对应的两个二进位均为1时,结果位才为1,否则为0。

  ②“按位与”与运算的特殊用途

  ⅰ.清零

  如果想将一个存储单元清零,即使其全部二进位为0,可按这样的方法计算:

  找一个数,它的补码形式中各位的值符合如下条件:原来的数中为1的位,新数中相应位为0(注意,并不要求原数为0的位上,新数相应位为1,新数相应位可以是0或1);对二者进行&运算。

  ⅱ.取一个数中某些字节

  对于一个整数a(占2个字节),如要想得到其中的低字节,只需将a与特定的一个数按位与即可。

  ③要想将一个数的某一位保留下来,可将该数与一个特定的数进行&处理。

  2.按位或运算

  “按位或”运算符“︳”是双目运算符,其功能是将参与运算两数的各对应的二进位相或。只要对应的两个二进位有一个为1时,结果位就为1。参与运算的整数均以补码出现。

  3.按位异或运算

  ①概念

  “按位异或”运算符“∧”是双目运算符,其功能是将参与运算两数的各对应位相异或,当两对应的二进位相异时,结果为1,否则为0。参与运算整数仍以补码出现。

  ②“异或”运算的特殊应用

  ⅰ.使特定位翻转

  ⅱ.与0相“异或”,保留原值。

  ⅲ.交换两个值。

  4.“取反”运算

  “~”是一个一元运算符,即它的运算量只有一个,用来对一个二进制数按位取反,即将0变1,1变0。比如说,~025就是对八进制数25(即二进制数000000000010101)按位求反。

  15.3 移位运算

  1.移位运算符

  移位运算是对操作数以二进制位为单位进行左移或右移。

  移位操作

  运算符 名 称 例 子 运算功能

  >> 右移位 b>>3 b右移3位

  << 左移位 c<<2 c左移2位

  2.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位全部左移若干位,由“<<”右边的数指定移动的位数,高位丢弃,低位补0。例如;

  a<<4

  就把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3),左移4位后为00110000(十进制48)。

  3.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位全部右移若干位,“>>”右边的数指定移动的位数。例如:

  a=15,a>>2

  表示把000001111右移为00000011(十进制3)。应该说明的是,对于有符号数,在右移时,符号位将随同移动。当为正数时,最高位补0;而为负数时,符号位为1,最高位是补0或1取决于编译系统的规定。Turbo C 规定补1。

  右移运算相当于将运算对象除2.

  1.4 位赋值运算

  位赋值运算符。

  位赋值运算符

  运算符 名 称 例 子 等价于

  &= 位与赋值 a&=b a=2&b

  ︳= 位或赋值 a|=b a=a|b

  ∧= 位异或赋值 a∧=b a=a∧b

  >>= 右移赋值 a>>b a=a>>b

  <<= 左移赋值 a<<=b a=a<

  位赋值运算的过程为:

  (1)先对两个操作数进行位操作;

  (2)然后把结果赋予第一个操作数,因此第一个操作数必须是变量。

  位赋值运算与算术赋值运算相似,它们都统称复合赋值运算。

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