关于位运算的理解——与、或、异或、取反、左移、右移

什么是位运算

程序中的数在计算机中都是采用的二进制存储方式,位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。

运算符号

符号 含义 运算规则
& 按位与 当两个位都是1时,结果才为1,可以用来判断奇偶
| 按位或 当两个位都是0时,结果才为0
^ 按位异或 两个位相同时为0,相异时为1,可以用来统计不相同数
~ 按位取反 0变1,1变0
<< 左移 各二进位全部左移若干位,高位丢弃,低位补0
>> 有符号右移 各二进位全部右移若干位,对无符号数,高位补0,有符号数,各编译器处理方法不一样,有的补符号位(算术右移),有的补0(逻辑右移)
>>> 无符号右移 各二进位全部右移若干位,对无符号数,高位补0,有符号数,各编译器处理方法不一样,有的补符号位(算术右移),有的补0(逻辑右移)

运算说明

位逻辑运算结果

a b a&b(a and b) a|b(a or b) a^b(a xor b) ~a(not a)
0 0 0 0 0 1
1 0 0 1 1 0
0 1 0 1 1 1
1 1 1 1 0 0

与运算—— &

当两个二进制数相同位都是1时,返回1,否则返回0。

与运算通常用于二进制取位操作。例如一个数&1的结果就是取二进制的最末位,因为十进制数1的二进制形式为0000 0000 0000 0001,而0&1=0、0&0=0,所以任何一个数&1得到的结果除最末位都为0,当数x最末位为 0 时,x&1得到0000 0000 0000 0000 (即0),那么这个数为偶数,当数x最末位为 1 时,x&1得到0000 0000 0000 0001 (即1),那么这个数为奇数。
在这里插入图片描述

或运算—— |

当两个二进制数相同位只要有一个1时,就返回1,否则返回0。

或运算通常用于二进制特定位上的无条件赋值。例如一个数or 1的结果就是把二进制最末位强行变成1,因为1的二进制最末位为1,而1 | 0 = 1,1 | 1 = 1。如果需要把二进制最末位变成0,对这个数 or 1之后再减一就可以了,其实际意义就是把这个数强行变成最接近的偶数。
在这里插入图片描述

异或运算—— ^

当两个二进制数相同位都为1或都为0(即相同位相同)时,就返回0,否则返回1。

异或运算的逆运算是它本身,也就是说两次异或同一个数最后结果不变,即 (a ^ b) ^b = a

一个数 异或 自身结果为0,即 a^a=0在这里插入图片描述

取反运算—— ~

取反运算是把二进制数中的0和1全部取反,即 ~1=0, ~0=1
在这里插入图片描述

左移运算—— <<

a << b 表示把 a 转为二进制后左移 b 位,溢出位舍弃,在末尾补 b 个0

a << b 实际上就是 a 乘以 2的b次方,因为在二进制数末尾添加一个 0 相当于该数乘以2,即 10<<3 = 10*23 = 80,1<<31 = 231

通常认为 a <<1a*2 更快,因为前者是更底层的操作,建议程序中乘以2尽量用左移1位来代替。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

右移运算—— >>

a >> b 表示把 a 转为二进制后右移 b 位,溢出位舍弃,但是有 “有符号右移” 和 “无符号右移” 两种情况。

a >> b 实际上就是 a 除以 2的b次方,即 48>>1 = 24,-80>>2 = -20
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_44115164/article/details/109274881