C語(yǔ)言運(yùn)算

時(shí)間：2025-09-24 08:53:00 C語(yǔ)言

C語(yǔ)言運(yùn)算

　　引導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)學(xué)上，數(shù)學(xué)上，運(yùn)算是一種行為。而在C語(yǔ)言中，運(yùn)算也有優(yōu)先級(jí)之分，以下是百分網(wǎng)小編分享給大家的C語(yǔ)言運(yùn)算，歡迎閱讀學(xué)習(xí)!

　　一、位運(yùn)算的含義及應(yīng)用

　　1.位的概念

　　大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器是由眾多的存儲(chǔ)單元構(gòu)成的。在微機(jī)中，每個(gè)存儲(chǔ)單元是1個(gè)字節(jié)，它由8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，可以表示28=256種信息，各位的編號(hào)從0～7，最左邊的位(第7位)是最高位，最右邊的位(第0位)是最低位。由于二進(jìn)制本身的特點(diǎn)，各位上的數(shù)字不是1，就是0。

　　本章中的位就是指上述提到的二進(jìn)制位，本章中的位運(yùn)算就是指對(duì)這些二進(jìn)制的位進(jìn)行邏輯運(yùn)算、移位運(yùn)算等操作。

　　2.數(shù)的編碼

　　數(shù)在計(jì)算機(jī)中是以二進(jìn)制表示的，但是它并不是簡(jiǎn)單地以它本身的數(shù)值的二進(jìn)制形式來(lái)直接表示，而要進(jìn)行一定的編碼，以方便計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。常用的編碼有原碼、反碼、補(bǔ)碼三種。

　　3.真值與原碼

　　我們將一個(gè)十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制表示稱(chēng)為這個(gè)十進(jìn)制數(shù)的真值，它代表了這個(gè)十進(jìn)制數(shù)本身的數(shù)值。下表列出了一些數(shù)的真值。

　　真值舉例

　　數(shù) 二進(jìn)制表示真值(16位)

　　7 0

　　111 0000000000000000

　　0000000000000001?

　　0000000000000111 ?

　　15? ?

　　1111? ?

　　0000000000001111?

　　255?

　　4095?

　　65535 11111111?

　　111111111111?

　　1111111111111111 0000000011111111?

　　0000111111111111?

　　1111111111111111

　　用真值表示的數(shù)只能是正數(shù)，對(duì)于負(fù)數(shù)，要用“一”號(hào)標(biāo)明，例如：

　　-7的真值為-0000000000000111-65535的真值為-1111111111111111

　　這勢(shì)必造成用計(jì)算機(jī)表示數(shù)時(shí)的不便，故引入了原碼表示法。

　　在原碼表示法中，最高位代表符號(hào)位，用“1”表示負(fù)數(shù)，“0”表示正數(shù);余下的數(shù)位用來(lái)表示真值的絕對(duì)值。

　　數(shù)字零存在著兩種表示方法：+0與-0。

　　4.反碼

　　若采用反碼表示，則對(duì)應(yīng)的原碼應(yīng)按照以下方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

　　(1)如果真值為正，則它的反碼與原碼相同;

　　(2)如果真值為負(fù)，則反碼的符號(hào)位為1，其余各位就是對(duì)原碼取反(即原碼的1變?yōu)?，原碼的0變?yōu)?)。

　　5.補(bǔ)碼

　　(1)為什么要引入補(bǔ)碼

　　補(bǔ)碼具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：首先它可以變減法運(yùn)算為加法運(yùn)算，使得計(jì)算時(shí)步驟統(tǒng)一，速度提高;其次，在這種系統(tǒng)下的“0”只有惟一的一種表示方法，這就是現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中大多采用補(bǔ)碼的原因。

　　(2)補(bǔ)碼的規(guī)定

　　①正數(shù)的原碼、補(bǔ)碼、反碼均相同;

　　②計(jì)算負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼時(shí)，先置符號(hào)位為1，再對(duì)剩余原碼的位數(shù)逐位取反，最后對(duì)整個(gè)數(shù)加1。

　　在微機(jī)上以8位二進(jìn)制數(shù)為一字節(jié)的存儲(chǔ)單元中采用補(bǔ)碼系統(tǒng)，它可以存放的最小整數(shù)為-128，最大整數(shù)為+127。若采用兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示一個(gè)整數(shù)，則可表示的最小整數(shù)為-32768，最大整數(shù)為+32767。

　　二、簡(jiǎn)單的位運(yùn)算

　　C語(yǔ)言提供了位(bit)運(yùn)算的功能，這使它像匯編語(yǔ)言一樣用來(lái)編寫(xiě)系統(tǒng)程序。位運(yùn)算符共有六種;

　　位運(yùn)算符

　　位運(yùn)算符含義

　　& 位與

　　︳位或

　　∧ 位異或

　　～位取反

　　<< 位左移

　　>> 位右移

　　本節(jié)介紹前四種運(yùn)算，即位的邏輯運(yùn)算。

　　1.按位與運(yùn)算

　　①概念

　　“按位與”運(yùn)算符“&”是雙目運(yùn)算符，其功能是將參與運(yùn)算兩數(shù)的各對(duì)應(yīng)二進(jìn)位相與。只能對(duì)應(yīng)的兩個(gè)二進(jìn)位均為1時(shí)，結(jié)果位才為1，否則為0。

　　②“按位與”與運(yùn)算的特殊用途

　　ⅰ.清零

　　如果想將一個(gè)存儲(chǔ)單元清零，即使其全部二進(jìn)位為0，可按這樣的方法計(jì)算：

　　找一個(gè)數(shù)，它的補(bǔ)碼形式中各位的值符合如下條件：原來(lái)的數(shù)中為1的位，新數(shù)中相應(yīng)位為0(注意，并不要求原數(shù)為0的位上，新數(shù)相應(yīng)位為1，新數(shù)相應(yīng)位可以是0或1);對(duì)二者進(jìn)行&運(yùn)算。

　　ⅱ.取一個(gè)數(shù)中某些字節(jié)

　　對(duì)于一個(gè)整數(shù)a(占2個(gè)字節(jié))，如要想得到其中的低字節(jié)，只需將a與特定的一個(gè)數(shù)按位與即可。

　　③要想將一個(gè)數(shù)的某一位保留下來(lái)，可將該數(shù)與一個(gè)特定的數(shù)進(jìn)行&處理。

　　2.按位或運(yùn)算

　　“按位或”運(yùn)算符“︳”是雙目運(yùn)算符，其功能是將參與運(yùn)算兩數(shù)的各對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相或。只要對(duì)應(yīng)的兩個(gè)二進(jìn)位有一個(gè)為1時(shí)，結(jié)果位就為1。參與運(yùn)算的整數(shù)均以補(bǔ)碼出現(xiàn)。

　　3.按位異或運(yùn)算

　　①概念

　　“按位異或”運(yùn)算符“∧”是雙目運(yùn)算符，其功能是將參與運(yùn)算兩數(shù)的各對(duì)應(yīng)位相異或，當(dāng)兩對(duì)應(yīng)的二進(jìn)位相異時(shí)，結(jié)果為1，否則為0。參與運(yùn)算整數(shù)仍以補(bǔ)碼出現(xiàn)。

　　②“異或”運(yùn)算的特殊應(yīng)用

　　ⅰ.使特定位翻轉(zhuǎn)

　　ⅱ.與0相“異或”，保留原值。

　　ⅲ.交換兩個(gè)值。

　　4.“取反”運(yùn)算

　　“～”是一個(gè)一元運(yùn)算符，即它的運(yùn)算量只有一個(gè)，用來(lái)對(duì)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)按位取反，即將0變1，1變0。比如說(shuō)，～025就是對(duì)八進(jìn)制數(shù)25(即二進(jìn)制數(shù)000000000010101)按位求反。

　　15.3 移位運(yùn)算

　　1.移位運(yùn)算符

　　移位運(yùn)算是對(duì)操作數(shù)以二進(jìn)制位為單位進(jìn)行左移或右移。

　　移位操作

　　運(yùn)算符名稱(chēng) 例子運(yùn)算功能

　　>> 右移位 b>>3 b右移3位

　　<< 左移位 c<<2 c左移2位

　　2.左移運(yùn)算

　　左移運(yùn)算符“<<”是雙目運(yùn)算符，其功能把“<<”左邊的運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部左移若干位，由“<<”右邊的數(shù)指定移動(dòng)的位數(shù)，高位丟棄，低位補(bǔ)0。例如;

　　a<<4

　　就把a(bǔ)的各二進(jìn)位向左移動(dòng)4位。如a=00000011(十進(jìn)制3)，左移4位后為00110000(十進(jìn)制48)。

　　3.右移運(yùn)算

　　右移運(yùn)算符“>>”是雙目運(yùn)算符，其功能是把“>>”左邊的運(yùn)算數(shù)的各二進(jìn)位全部右移若干位，“>>”右邊的數(shù)指定移動(dòng)的位數(shù)。例如：

　　a=15，a>>2

　　表示把000001111右移為00000011(十進(jìn)制3)。應(yīng)該說(shuō)明的是，對(duì)于有符號(hào)數(shù)，在右移時(shí)，符號(hào)位將隨同移動(dòng)。當(dāng)為正數(shù)時(shí)，最高位補(bǔ)0;而為負(fù)數(shù)時(shí)，符號(hào)位為1，最高位是補(bǔ)0或1取決于編譯系統(tǒng)的規(guī)定。Turbo C 規(guī)定補(bǔ)1。

　　右移運(yùn)算相當(dāng)于將運(yùn)算對(duì)象除2.

　　1.4 位賦值運(yùn)算

　　位賦值運(yùn)算符。

　　位賦值運(yùn)算符

　　運(yùn)算符名稱(chēng) 例子等價(jià)于

　　&= 位與賦值 a&=b a=2&b

　　︳= 位或賦值 a|=b a=a|b

　　∧= 位異或賦值 a∧=b a=a∧b

　　>>= 右移賦值 a>>b a=a>>b

　　<<= 左移賦值 a<<=b a=a<

　　位賦值運(yùn)算的過(guò)程為：

　　(1)先對(duì)兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行位操作;