二进制运算

运算符

位运算符:&(按位与)|(按位或)^(按位异或)~(按位取反)<<(按位左移)>>(有符号的按位右移)>>>(无符号的按位右移)。

算术运算

二进制数的算术运算包括：加、减、乘、除四则运算，下面分别予以介绍。

1.二进制数的加法

根据“逢二进一”规则，二进制数加法的法则为：

0+0=0

0+1=1+0=1

1+1=10 （进位为1）

1+1+1=11 （进位为1）

例如：1110和1011相加过程如下：

2.二进制数的减法

根据“借一有二”的规则，二进制数减法的法则为：

0－0=0

1－1=0

1－0=1

0－1=1 （借位为1）

例如：1101减去1011的过程如下：

3.二进制数的乘法

二进制数乘法过程可仿照十进制数乘法进行。但由于二进制数只有0或1两种可能的乘数位，导致二进制乘法更为简单。二进制数乘法的法则为：

0×0=0

0×1=1×0=0

1×1=1

例如：1001和1010相乘的过程如下：

由低位到高位，用乘数的每一位去乘被乘数，若乘数的某一位为1，则该次部分积为被乘数；若乘数的某一位为0，则该次部分积为0。某次部分积的最低位必须和本位乘数对齐，所有部分积相加的结果则为相乘得到的乘积。

4.二进制数的除法

二进制数除法与十进制数除法很类似。可先从被除数的最高位开始，将被除数（或中间余数）与除数相比较，若被除数（或中间余数）大于除数，则用被除数（或中间余数）减去除数，商为1，并得相减之后的中间余数，否则商为0。再将被除数的下一位移下补充到中间余数的末位，重复以上过程，就可得到所要求的各位商数和最终的余数。

例如：100110÷110的过程如下：

所以，100110÷110=110余10。

说明：乘除法分原码乘法和补码乘法。

逻辑运算

二进制数的逻辑运算包括逻辑加法（“或”运算）、逻辑乘法（“与”运算）、逻辑否定（“非”运算）和逻辑“异或”运算。

1.逻辑“或”运算

又称为逻辑加，可用符号“+”或“∨”来表示。逻辑“或”运算的规则如下：

0+0=0或0∨0=0

0+1=1或0∨1=1

1+0=1或1∨0=1

1+1=1或1∨1=1

可见，两个相“或”的逻辑变量中，只要有一个为1，“或”运算的结果就为1。仅当两个变量都为0时，或运算的结果才为0。计算时，要特别注意和算术运算的加法加以区别。

2.逻辑“与”运算

又称为逻辑乘，常用符号“×”或“· ”或“∧”表示。“与”运算遵循如下运算规则：

0×1=0或0·1=0或0∧1=0

1×0=0或1·0=0或1∧0=0

1×1=1或1·1=1或1∧1=1

可见，两个相“与”的逻辑变量中，只要有一个为0，“与”运算的结果就为0。仅当两个变量都为1时，“与”运算的结果才为1。

3.逻辑“非”运算

又称为逻辑否定，实际上就是将原逻辑变量的状态求反，其运算规则如下：

可见，在变量的上方加一横线表示“非”。逻辑变量为0时，“非”运算的结果为1。逻辑变量为1时，“非”运算的结果为0。

4.逻辑“异或”运算

“异或”运算，常用符号“”或“”来表示，其运算规则为：

00=0 或 00=0

01=1 或 01=1

10=1 或 10=1

11=0 或 11=0

可见：两个相“异或”的逻辑运算变量取值相同时，“异或”的结果为0。取值相异时，“异或”的结果为1

以上仅就逻辑变量只有一位的情况得到了逻辑“与”、“或”、“非”、“异或”运算的运算规则。当逻辑变量为多位时，可在两个逻辑变量对应位之间按上述规则进行运算。特别注意，所有的逻辑运算都是按位进行的，位与位之间没有任何联系，即不存在算术运算过程中的进位或借位关系。下面举例说明。

【例1.1】 如两变量的取值 X=00FFH，Y=5555H

求Z1=X∧Y；Z2=X∨Y；Z3=；Z4=XY的值。

解：X=0000000011111111

Y=0101010101010101

则：Z1=0000000001010101=0055H

Z2=0101010111111111=55FFH

Z3=1111111100000000=FF00H

Z4=0101010110101010=55AAH