C++课件：第12章位运算.ppt

C+第 12章 位运算 1. 位运算符及其应用 2. 位段及其应用 12.1位运算符和位运算表达式 C语言中提供了如下 6种的位运算符： return(k); 结论：任何二进制位与 0相与能实现置 0，与 1相与该 位保持不变。 2） 按位或 运算经常用与将某些二进制位 置 1。 例 12.4:将一个字节的高 4位置为 1010并输出结果。 分析：直接用位运算符，可以很方便的置 1、清 0、翻转等，但 无法直接实现置给定的值。可以用两步实现：首先将高 4位 清 0，然后与 1010 0000相或。程序如下： /*设 a 为待处理的数据，转换成二进制为 00001000， b用来保存将 a的高 4位清 0后的结果 */ main() unsigned char a,b,c; a=8; b=a c=b|0 xa0; /*c用于保存最终结果 */ printf( %x ,c); 运行结果： 10101000 3） 按位异或运算经常用与将某些位翻转。 例 12.5 编程实现 ,将一整数 n的高 8位翻转，低 8位不变 分析：用“ 异或” 运算实现，即高 8位与 1相异或，低 8位与 0 相异或，也就是 k与十六进制的 ff00相异或。程序如下： main() int n=129; printf( n before reset,n=%x ,n); n=n 0 xff00; printf( n after reset,n=%x ,n); 运行结果： before reset,n=00000000 10000001 after reset,n=11111111 10000001 结论：任何二进制位与 0异或，保持不变；与 1异或，对应位 翻转。 4)左移、右移运算实现将一个数的各个二进制位向左、向 右移若干位。 左移：将一个数的各个二进制位左移若干位，高位左移 后舍弃，低位补 0 。 若定义 : int a=8; 即 a= 0000 1000 , 则语句 a=a<2 ； 将 a 的各二进制位右移 2 位，空出的 高位补 0。结果为 ： 0000 0010 12.2 位段 1. 位段的概念 以 位 为单位定义其长度的 结构体成员 。 2位段的定义 例 12.6若某个控制字长 32位，分 5段，每段的长度分别为： 2 ， 6 ， 4 ， 4 ， 16位 ；每段存放一个信息，且第 4段空 出不用。可用如下结构体类型描述： struct con_word unsigned a: 2; /*位段 a，长度为 2*/ unsigned b: 6 ; /*a,b,c为有名位段 */ unsigned c: 4; unsigned : 4; /*该位段为无名位段，表示这 4位空间 空出不使用 */ int i ; data; 变量 data 的存储结构如图 ： a b c i 成员名 2 6 4 4 16 长度 3位段的引用 位段是结构体类型的某个成员，因此，位段的引用同结构体成 员的引用方法相同。 如： data.a=0 x01; /*给位段 a赋值， */ data.b=0 x0a; /*给位段 b赋值 */ data.i=12; /*给位段 i赋值 */ printf(“%02x, %02x, %4d”, data.a , data.b ,data.i ); 输出： 01, 0a, 12 特别提示：使用位段时，要注意该位段的能表示的数据的范围。 4位段的应用 编程模拟一个温度测控系统：从键盘输入模拟温 度的采样值（ 0255），该采样值与 0.2相乘， 得出实际温度值，根据该温度值，控制温度指 示灯的亮与灭（从 0度开始，温度每增加 10度 则多点亮一个指示灯）；将该温度值与设定温 度比较，当温度小于 10度和高于 40度时分别开 启升温设备和降温设备，同时报警。反复以上 过程，直至输入的测温值为 300为止。 分析：系统中需要控制的设备有：五个温度指示灯，升温设备， 降温设备，报警设备。因此可用如下的结构体变量 word表 示该系统的控制字，其成员构成如下： （ 1）无符号整型 tem1 用来存放输入的温度采样值（ 0255）， 若每个刻度代表 0.2度，则可以测量的温度范围为 051度。 浮点类型的成员 tem2用来存放 tem1成员转换成的温度值。 （ 2）四个位段存放（要输出的）控制数据。其中，位段 lmp 宽度为 5，控制五个温度指示灯，值为 1时灯亮，为 0时灯不 亮。其余的 3个位段 sw1、 sw2、 alm宽度均为 1，分别控制升 温设备、降温设备和报警设备，都是为“ 1”时开启，为 0时 关闭。 函数 sample()实现测温采样：通过键盘输入模拟测温数据，并 转换成实际温度值。 函数 control()实现输出控制：通过屏幕显示和喇叭鸣笛的方式 输出温度值、温度级别、设备开关情况和报警状态。 #define ON 1 #define OFF 0 struct ctrl_type unsigned char tem1; float tem2; unsigned lmp:5; unsigned sw1:1; unsigned sw2:1; unsigned alm:1; ; main() void sample(struct ctrl_type *wp); void control(struct ctrl_type *wp); struct ctrl_type word; while(1) sample( /*温度采样 */ / *生成温度指示灯控制位 */ word.lmp=(0 xffff<<(int)word.tem2/10); /*生成升温、降温设备及报警设备的控制位 */ if(word.tem2<10) word.alm=ON; word.sw1=ON; word.sw2=OFF; else if(word.tem2tem1); if(wp-tem1=300) exit(0); wp-tem2=wp-tem1*0.2; 说明： 1）函数 sample()实现测温采样：通过键盘输入模 拟测温数据，并转换成实际温度值。 2）函数 control()实现输出控制：通过屏幕显示和 喇叭鸣笛的方式输出温度值、温度级别、设备 开关情况和报警状态 void control(struct ctrl_type *wp) char i,m; printf(n%6s %6s %4s %4s %6s, degree, lamp, sw1, sw2, alarm); printf(n %6.1f ,wp-tem2); for(i=0,m=0 x10;i=1) printf(%c,wp-lmp /*用 *表示温度指示灯亮 */ printf(%4s,wp-sw1?ON:OFF); /*用 ON表示开启，用 OFF表示关闭 */ printf(%4s,wp-sw2?ON:OFF); printf(%6s,wp-alm?ONx07:OFFx20);