背景
C++ 中的位运算是一种对二进制位进行操作的运算。C++ 支持多种位运算操作符，包括按位与、按位或、按位异或、左移和右移等。本文将介绍 C++ 中的位运算操作符及其用法。
按位与（&）
按位与操作符（&）用于对两个二进制数的每一位进行与运算。如果两个二进制数的对应位都为 1，则结果的对应位为 1，否则为 0。例如：
unsigned int a = 0b1010; // 10
unsigned int b = 0b1100; // 12
unsigned int c = a & b; // 0b1000, or 8 in decimal
在这个例子中，变量 a 和 b 分别表示二进制数 1010 和 1100，按位与操作的结果为二进制数 1000，或者十进制数 8。
在 C++ 中，按位与操作符（&）可以用于多种应用场景，例如：
清除二进制数的某些位：可以使用按位与操作符将二进制数的某些位清零。例如，要将二进制数 10101110 的低 4 位清零，可以使用以下代码：
unsigned char a = 0xAE; // 10101110
unsigned char b = 0xF0; // 11110000
unsigned char c = a & b; // 10100000
在这个例子中，变量 a 表示二进制数 10101110，变量 b 表示二进制数 11110000，按位与操作的结果为二进制数 10100000，或者十六进制数 0xA0。
判断二进制数的某些位是否为 1：可以使用按位与操作符判断二进制数的某些位是否为 1。例如，要判断二进制数 10101110 的第 3 位是否为 1，可以使用以下代码：
unsigned char a = 0xAE; // 10101110
unsigned char b = 0x08; // 00001000
bool c = (a & b) != 0; // true
在这个例子中，变量 a 表示二进制数 10101110，变量 b 表示二进制数 00001000，按位与操作的结果为二进制数 00001000，或者十六进制数 0x08。由于结果不为 0，所以第 3 位为 1。
按位或（|）
按位或操作符（|）用于对两个二进制数的每一位进行或运算。如果两个二进制数的对应位都为 0，则结果的对应位为 0，否则为 1。例如：
unsigned int a = 0b1010; // 10
unsigned int b = 0b1100; // 12
unsigned int c = a | b; // 0b1110, or 14 in decimal
在 C++ 中，按位或操作符（|）可以用于多种应用场景。
设置二进制数的某些位：可以使用按位或操作符将二进制数的某些位设置为 1。例如，要将二进制数 10100000 的低 4 位设置为 1，可以使用以下代码：
unsigned char a = 0xA0; // 10100000
unsigned char b = 0x0F; // 00001111
unsigned char c = a | b; // 10101111
在这个例子中，变量 a 表示二进制数 10100000，变量 b 表示二进制数 00001111，按位或操作的结果为二进制数 10101111，或者十六进制数 0xAF。
合并两个二进制数的某些位：可以使用按位或操作符合并两个二进制数的某些位。例如，要将二进制数 10100000 的低 4 位替换为二进制数 00001111 的低 4 位，可以使用以下代码：
unsigned char a = 0xA0; // 10100000
unsigned char b = 0x0F; // 00001111
unsigned char c = (a & 0xF0) | (b & 0x0F); // 10101111
在这个例子中，变量 a 表示二进制数 10100000，变量 b 表示二进制数 00001111，我们使用按位与操作符 & 将 a 的高 4 位和 b 的低 4 位分别取出，然后使用按位或操作符 | 将它们合并起来，得到二进制数 10101111，或者十六进制数 0xAF。
按位异或（^）
按位异或操作符（^）用于对两个二进制数的每一位进行异或运算。如果两个二进制数的对应位相同，则结果的对应位为 0，否则为 1。例如：
unsigned int a = 0b1010; // 10
unsigned int b = 0b1100; // 12
unsigned int c = a ^ b; // 0b0110, or 6 in decimal
在这个例子中，变量 a 和 b 分别表示二进制数 1010 和 1100，按位异或操作的结果为二进制数 0110，或者十进制数 6。
在 C++ 中，按位异或操作符（^）可以用于多种应用场景，例如：
加密和解密：可以使用按位异或操作符对数据进行简单的加密和解密。例如，要将字符串 hello 加密，可以使用以下代码：
std::string str = "hello";
char key = 'a';
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
str[i] ^= key;
}
在这个例子中，我们使用按位异或操作符 ^ 将字符串 hello 中的每个字符与密钥 a 进行异或运算，从而对字符串进行加密。要解密字符串，只需要再次对加密后的字符串进行异或运算即可。
交换两个变量的值：可以使用按位与操作符交换两个变量的值。例如，要交换变量 a 和 b 的值，可以使用以下代码：
unsigned int a = 123;
unsigned int b = 456;
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;
在这个示例中，我们使用按位异或操作符 ^ 来交换变量 a 和 b 的值。首先，我们将 a 与 b 异或，将结果存储在 a 中。然后，我们将 b 与 a 异或，将结果存储在 b 中。最后，我们将 a 与 b 异或，将结果存储在 a 中。这样，变量 a 和 b 的值就被成功交换了。
左移（<<）
左移操作符（<<）用于将一个二进制数向左移动指定的位数。左移操作会在二进制数的右侧添加指定数量的 0。例如：
unsigned int a = 0b1010; // 10
unsigned int b = a << 2; // 0b101000, or 40 in decimal
在这个例子中，变量 a 表示二进制数 1010，左移 2 位后得到二进制数 101000，或者十进制数 40。
右移（>>）
右移操作符（>>）用于将一个二进制数向右移动指定的位数。右移操作会在二进制数的左侧添加指定数量的 0 或 1，取决于二进制数的符号位。例如：
unsigned int a = 0b1010; // 10
unsigned int b = a >> 2; // 0b10, or 2 in decimal
在 C++ 中，左移和右移操作符（<< 和 >>）可以用于多种应用场景，例如：
乘法和除法：可以使用左移和右移操作符进行乘法和除法运算。例如，要将整数 123 向左移动 3 位，相当于将 123 乘以 2 的 3 次方，即 123 * 8 = 984。同样地，将整数 984 向右移动 3 位，相当于将 984 除以 2 的 3 次方，即 984 / 8 = 123。可以使用以下代码进行乘法和除法运算：
在这个例子中，变量 a 表示二进制数 1010，右移 2 位后得到二进制数 10，或者十进制数 2。
int a = 123;
int b = a << 3; // 984
int c = b >> 3; // 123
最后
这篇文章主要讲述来C++中的位运算，更多文章可以关注公众号QStack。