位运算
且任容枯 Lv4
  2024-05-07 20:39:20 2024-05-07 20:39  
  • c 

按位逻辑运算

取反 ~

一元运算符～把1变为0，把0变为1

1
2
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4
~(10011010)
01100101

val = ~val

按位与 &

二元运算符&通过逐位比较两个运算对象，生成一个新值。对于每个位，只有两个运算对象中相应的位都为1时，结果才为1

1
2
3
4
(10010011) & (00111101)
(00010001)

val &= 0377;

按位或 |

二元运算符&通过逐位比较两个运算对象，生成一个新值。对于每个位，只有两个运算对象中相应的位都为1时，结果才为1

1
2
3
4
(10010011) | (00111101)
(10111111)

val |= 0377

按位异或 ^

二元运算符&通过逐位比较两个运算对象，生成一个新值。对于每个位，只有两个运算对象中相应的位都为1时，结果才为1

1
2
3
4
(10010011) ^ (00111101)
(10101110)

val ^= 0377

掩码

mask = 2 (0000 0010) 

1
flag = flag & mask

那么flag 的位都会置位为0 除了掩码为1的第二位
可以这样类比：把掩码中的0看作不透明，1看作透明 用掩码中的0将flag给掩盖起来了

打开位

1
flag = flag | mask

flags的1号位设置为1，且其他位不变
根据MASK中为1的位，把flags中对应的位设置为1，其他位不变

关闭位

1
flag = flag & ～mask;

根据MASK中为1的位，把flags中对应的位设置为0，其他位不变

切换位

1
flag = flag ^ mask

根据MASK中为1的位，把flags中对应的位取反，其他位不变

检查位的值

flags中1号位是否被设置为1

1
2
if ((flags & MASK) == MASK) 
	puts("Wow!");

移位运算符

左移 <<

左移运算符（<<）将其左侧运算对象每一位的值向左移动其右侧运算对象指定的位数。左侧运算对象移出左末端位的值丢失，用0填充空出的位置。

1
2
(10001010) << 2
(00101000)

该操作产生了一个新的位值，但是不改变其运算对象。例如，假设stonk为1，那么stonk<<2为4，但是stonk本身不变，仍为1。可以使用左移赋值运算符（<<=）来更改变量的值。该运算符将变量中的位向左移动其右侧运算对象给定值的位数。如下例：

1
2
3
4
int stonk = 1; 
int onkoo; 
onkoo = stonk << 2; /* 把4赋给onkoo */ 
stonk <<= 2; /* 把stonk的值改为4 */

右移 >>

右移运算符（>>）将其左侧运算对象每一位的值向右移动其右侧运算对象指定的位数。左侧运算对象移出右末端位的值丢。

  • 无符号 用0补位

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    (10001010) >> 2
    (00100010)

  • 有符号 结果取决于机器 用0或者符号位的副本填充

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    4
    (10001010) >> 2 // 表达式，有符号值 
    (00100010) // 在某些系统中的结果值 
    (10001010) >> 2 // 表达式，有符号值 
    (11100010) // 在另一些系统上的结果值

运用

  • 移位运算符针对2的幂提供快速有效的乘法和除法

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    2
    number << n  // number 乘以2的n次幂
    number >> n

  • 移位运算符针对2的幂提供快速有效的乘法和除法
    假设用一个unsigned long类型的值表示颜色值，低阶位字节存储红色的强度，下一个字节存储绿色的强度，第3个字节存储蓝色的强度。随后你希望把每种颜色的强度分别存储在3个不同的unsigned char类型的变量中

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    #define BYTE_MASK 0xff 
    unsigned long color = 0x002a162f; 
    unsigned char blue, green, red; 
    red = color & BYTE_MASK; 
    green = (color >> 8) & BYTE_MASK; 
    blue = (color >> 16) & BYTE_MASK;