8. Поразрядные операции

Цель работы: изучение поразрядных операций для решения задач обработки целочисленных данных на уровне битов, выработка умений тестирования и отладки программ с поразрядными операциями.

/* Программа 8 демонстрирует использование поразрядных операций для работы с целыми числами на уровне битов: постановка и сброс флагов, работа с 16-ричными числами и кодами символов. */

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

void long_bits (unsigned long L ); // Выводит на экран 2-ый код 16-го числа

void main( void )

{ unsigned long L;

clrscr();

< Вывод шапки программы, см. программу 1 или 2 >

// Установка флага в k-ый разряд числа, k=0..31

L = 0;

long k = 3;

L = L | ( 1L<< k ); // L = 8 для флага в позиции 3

printf( "\n Установка флага в %d разряд числа L = 0: L = %lX", k, L);

// Сброс флага из k-го разряда числа, k=0..31

L = 0xFFFFFFFF;

L = L & ~( 1L<< k );

printf("\nСброс флага в %d разряде числа L=0xFFFFFFFF: L=%lX", k, L);

getch();

// Образуем символ из старшей и младшей 16-ых цифр числа L

L=0x42345678; // код ch=0x48

printf("\n Cимвол из старшей и младшей 16-х цифр числа L=%lX", L);

char ch;

ch=((L & 0xF0000000) >> 24); // ch = 0x40

ch=ch | (L & 0xF); // ch=0x48

printf("\nL=%lX, 16-ый код ch=%X, символ ch=%c ", L, ch, ch);

getch();

printf("\n\n Введите long-число в 16-м коде для перевода в 2-ый код: " );

scanf("%lx", &L);

long_bits( L );

getch();

// Пример использования операции XOR для кодирования и декодирования // int-числа d символом ch:

ch='a';

int d=12345;

printf("\n\n Число d=%d закодировано символом \'%c\' операцией XOR: ",

d, ch);

d=(d & 0xFF) ^ ch | (d & 0xFF00) ^ (int(ch) << 8);

printf("\n\t код d=%d", d);

d=(d & 0xFF) ^ ch | (d & 0xFF00) ^ (int(ch) << 8);

printf("\n Декодируем аналогичными действиями: d=%d", d);

getch();

}

void long_bits( long L )

{ unsigned long m=1;

printf(" Число %lX в 16-м коде имеет 2-е представление:\n\t", L);

for(int k=31; k>=0; k--)

{ if( (m << k) & L ) printf("1");

else printf( "0" );

if( k%4 == 0 ) printf( " " ); // группы битов 16-х цифр разделяем пробелом

}

}

Вопросы и упражнения:

1. Перечислите и поясните на примерах поразрядные операции, укажите их приоритет.

2. Вычислите значение выражения с поразрядными операциями: ~0xB ^ 6 | 0xD & 7

3. Составьте функцию для определения, встречается ли в числе L код заданного символа ch.

4. Напишите функцию кодирования long-числа L заданной 16-ой цифрой Z путём выполнения операции Z XOR x_i, i=1, 2, …, 8, x_i – группы из 4-х битов числа L.

9. Обработка массивов

Цель работы: изучение приёмов обработки одномерных массивов данных, выработка умений алгоритмизации и программирования задач с массивами, отладки и тестирования программ с массивами.

/*Программа 9. Программа демонстрирует типовые процедуры обработки массивов: ввод, вывод, анализ и обработка данных массива.*/

#include <stdio.h>

#include <math.h>

void in_arr( float *arr, int n ); // ввод с клавиатуры n элементов массива

void out_arr( float *arr, int n ); // вывод на экран n элементов массива

int array_processing(double *arr, int n, double *psum, double *pprod);

/* Определение суммы s, произведения p и количества k "+"-ых элементов массива, расположенных после первого “–“-го элемента. Размер массива n <= 50.

ТЕСТ: x = { 1, 2, -1, 2, -2, 3, -3 }, n=7. Результаты: s=5, p=6, k=2.

psum, pprod, – переменные-указатели. C указателями связаны две специальные операции: & и *. Оператор &x означает "взять адрес" переменной x, оператор *px – "значение, расположенное по адресу px".

*/

float max2(float *arr, int n); // поиск в массиве максимальной по модулю // разности двух чисел. ТЕСТ: x = { 1, 5, 3, 0, -1, 2, 4}, n = 7, результат: = 6 .

int max_eqw(float *arr, int n); // определение максимального числа равных // соседних чисел. ТЕСТ: x = { 3, 1, 3, 0, 1, 1, 1, 1, 2}, n = 9, результат: 4 .

main()

{ float x[50], p, s;

int i, k, n;

printf("\n Введите размер массива n: ");

scanf("%d", &n);

in_arr( x, n );

printf(" \n Исходный массив размером %d: \n", n);

out_arr( x, n ) ;

k = array_processing( x, n, &s, &p);

printf("\n В массиве после первого \”-\“-го числа %d чисел x[i]>0, \

их сумма = %.3f, произведение = %.3f ", k, s, p);

printf("\n Макс-я по модулю разность двух чисел = %.3f ", max2(x, n));

printf("\n Макс-е число равных соседних чисел = %.3f ", max_eqw (x, n));

} // Конец main()

/* В комментариях функций in_arr() и out_arr() записаны операторы с элементами массива, обращение к которым выполняется по указателю без операции индексации arr [ i ] */.

void in_arr( float *arr, int n )

{ printf("\n Введите %d элементов массива: ", n);

for ( int i = 0; i < n; i++)

scanf( "%e", &arr[i] ); // scanf( "%e", arr++ );

}

void out_arr( float *arr, int n )

{ for ( int i = 0; i < n; i++)

{ printf( " %.3f ", x[i] ); // printf( " %.3f ", *x++ );

if ( (i+1) % 8 == 0 ) // вывод массива по 8 чисел в строке:

printf("\n");

}

}

int array_processing(double *arr, int n, double *psum, double *pprod)

{ int i;

*psum = 0; *pprod = 1; k = 0, m = -1; // инициализация

for ( m = 0; m < n; m++ )

if (arr[m] < 0) break;

for ( i = m+1; i < n; i++ )

if (arr[i] > 0)

{ *psum += arr[i];

*pprod *= arr[i];

k += 1;

}

return k;

}

float max2( float *arr, int n )

{ float k; int k, m = 0;

for(int i = 0; i < n-1; i++)

for( k = i+1; k < n; k++)

if( fabs( x[i]-x[k] ) > m) m = fabs( x[i] - x[k] );

return m;

}

int max_eqw( float *arr, int n )

{ int i, k=0, m=0;

for(i=0; i<n-1; i++)

if( x[i] == x[i+1] ) m++;

else if( m > k ) k = m, m = 0;

return k+1;

}

Вопросы и упражнения

1. Как организован одномерный массив в программе: тип элементов массива, их расположение в памяти компьютера?

2. Как объявить массив в программе?

3. Какое значение имеет объект программы имя массива? Можно ли изменить это значение?

4. Как обратиться по указателю к элементу arr[i] массива?

5. Есть ли ошибка в списке инициализации массива: int х[3] = {1, 2, 3, 4}; ?

6. Напишите операторы вывода элементов одномерного массива по заданному условию: а) каждого k-го элемента, б) m последних элементов, в) только отрицательных или только положительных элементов.

7. Напишите функции: а) поиск минимального (максимального) элемента массива, б) поиск двух наибольших (наименьших) чисел в массиве.

8. Выполните упражнение 6 c выбором элементов массива по указателямю.

9. Определите значение m как результат операторов:

int m = 0, n = 10; // x[10] = { 1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 6, 7 }

for( int i = 0; i < n - i; i++)

if( x[i] != x[i+1] ) m++; else m - -;