1 C语言中位运算符异或“∧”的作用:
异或运算符∧也称XOR运算符。它的规则是若参加运算的两个二进位同号,则结果为0(假);异号则为1(真)。即0∧0=0,0∧1=1,1∧1=0。如: 即071∧052,结果为023(八进制数)。
“异或”的意思是判断两个相应的位值是否为“异”,为“异”(值不同)就取真(1),否则为(0)。
下面举例说明∧运算符的应用:
(1)使特定位翻转
假设有01111010,想使其低4位翻转,即1变为0,0变为1。可以将它与00001111进行∧运算,即
结果值的低4位正好是原数低4位的翻转。要使哪几位翻转就将与其∧运算的该几位置为1即可。这是因为原数中值为1的位与1进行∧运算得0,原数中的位值0与1进行∧运算的结果得1。
(2)与0相∧,保留原值
如012∧00=012
因为原数中的1与0进行∧运算得1,0∧0得0,故保留原数。
(3)交换两个值,不用临时变量
假如a=3,b=4。想将a和b的值互换,可以用以下赋值语句实现:
a=a∧b;
b=b∧a;
a=a∧b;
可以用下面的竖式来说明:
即等效于以下两步:
① 执行前两个赋值语句:“a=a∧b;”和“b=b∧a;”相当于b=b∧(a∧b)。而b∧a∧b等于a∧b∧b。b∧b的结果为0,因为同一个数与本身相∧,结果必为0。因此b的值等于a∧0,即a,其值为3。
② 再执行第三个赋值语句:a=a∧b。由于a的值等于(a∧b),b的值等于(b∧a∧b),因此,相当于a=a∧b∧b∧a∧b,即a的值等于a∧a∧b∧b∧b,等于b。
a得到b原来的值。
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在【二进制值运算】中:不同为1,相同为0,如1001异或1010等于0011。
异或也叫半加运算,其运算法则相当于不带进位的二进制加法:二进制下用1表示真,0表示假,则异或的运算法则为:0异或0=0,1异或0=1,0异或1=1,1异或1=0(同为0,异为1),这些法则与加法是相同的,只是不带进位。
例如:1.不允许创建临时变量,交换两个数的内容。
代码:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=5,b=1;
a=a^b;
b=a^b;
a=a^b;
printf("a=%d\nb=%d\n",a,b);
return 0;
}
运行结果:
a=1
b=5
2 异或运算的作用:
参与运算的两个值,如果两个相应bit位相同,则结果为0,否则为1。
即:
0^0 = 0,
1^0 = 1,
0^1 = 1,
1^1 = 0
按位异或的3个特点:
(1) 0^0=0,0^1=1 0异或任何数=任何数
(2) 1^0=1,1^1=0 1异或任何数-任何数取反
(3) 任何数异或自己=把自己置0
按位异或的几个常见用途:
(1) 使某些特定的位翻转
例如对数10100001的第2位和第3位翻转,则可以将该数与00000110进行按位异或运算。
10100001^00000110 = 10100111
(2) 实现两个值的交换,而不必使用临时变量。
例如交换两个整数a=10100001,b=00000110的值,可通过下列语句实现:
a = a^b; //a=10100111
b = b^a; //b=10100001
a = a^b; //a=00000110
(3) 在汇编语言中经常用于将变量置零:
xor a,a
(4) 快速判断两个值是否相等
举例1: 判断两个整数a,b是否相等,则可通过下列语句实现:
return ((a ^ b) == 0)
举例2: Linux中最初的ipv6_addr_equal()函数的实现如下:
static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
{
return (a1->s6_addr32[0] == a2->s6_addr32[0] &&
a1->s6_addr32[1] == a2->s6_addr32[1] &&
a1->s6_addr32[2] == a2->s6_addr32[2] &&
a1->s6_addr32[3] == a2->s6_addr32[3]);
}
可以利用按位异或实现快速比较, 最新的实现已经修改为:
static inline int ipv6_addr_equal(const struct in6_addr *a1, const struct in6_addr *a2)
{
return (((a1->s6_addr32[0] ^ a2->s6_addr32[0]) |
(a1->s6_addr32[1] ^ a2->s6_addr32[1]) |
(a1->s6_addr32[2] ^ a2->s6_addr32[2]) |
(a1->s6_addr32[3] ^ a2->s6_addr32[3])) == 0);
}
5 应用通式:
对两个表达式执行按位异或。
result = expression1 ^ expression2
参数
result
任何变量。
expression1
任何表达式。
expression2
任何表达式。
说明
^ 运算符查看两个表达式的二进制表示法的值,并执行按位异或。该操作的结果如下所示:
0101 (expression1)1100 (expression2)----1001 (结果)当且仅当只有一个表达式的某位上为 1 时,结果的该位才为 1。否则结果的该位为 0。
只能用于整数
下面这个程序用到了“按位异或”运算符:
class E
{ public static void main(String args[ ])
{
char a1='十' , a2='点' , a3='进' , a4='攻' ;
char secret='8' ;
a1=(char) (a1^secret);
a2=(char) (a2^secret);
a3=(char) (a3^secret);
a4=(char) (a4^secret);
System.out.println("密文:"+a1+a2+a3+a4);
a1=(char) (a1^secret);
a2=(char) (a2^secret);
a3=(char) (a3^secret);
a4=(char) (a4^secret);
System.out.println("原文:"+a1+a2+a3+a4);
}
}
就是加密啊解密啊
char类型,也就是字符类型实际上就是整形,就是数字.
计算机里面所有的信息都是整数,所有的整数都可以表示成二进制的,实际上计算机只认识二进制的.
位运算就是二进制整数运算啦.
两个数按位异或意思就是从个位开始,一位一位的比.
如果两个数相应的位上一样,结果就是0,不一样就是1
所以111^101=010
那加密的过程就是逐个字符跟那个secret字符异或运算.
解密的过程就是密文再跟同一个字符异或运算
010^101=111
至于为什么密文再次异或就变原文了,这个稍微想下就知道了..
3. &(与运算)、|(或运算)、^(异或运算):
3.1 按位与运算符(&):
参加运算的两个数据,按二进制位进行“与”运算。
运算规则:0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
即:两位同时为“1”,结果才为“1”,否则为0
例如:3&5 即 0000 0011& 0000 0101 = 00000001 因此,3&5的值得1。
另,负数按补码形式参加按位与运算。
“与运算”的特殊用途:
(1)清零。如果想将一个单元清零,即使其全部二进制位为0,只要与一个各位都为零的数值相与,结果为零。
(2)取一个数中指定位
方法:找一个数,对应X要取的位,该数的对应位为1,其余位为零,此数与X进行“与运算”可以得到X中的指定位。
例:设X=10101110,
取X的低4位,用 X & 0000 1111 = 00001110 即可得到;
还可用来取X的2、4、6位。
3.2 按位或运算符(|):
参加运算的两个对象,按二进制位进行“或”运算。
运算规则:0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1;
即 :参加运算的两个对象只要有一个为1,其值为1。
例如:3|5 即 00000011 | 0000 0101 = 00000111 因此,3|5的值得7。
另,负数按补码形式参加按位或运算。
“或运算”特殊作用:
(1)常用来对一个数据的某些位置1。
方法:找到一个数,对应X要置1的位,该数的对应位为1,其余位为零。此数与X相或可使X中的某些位置1。
例:将X=10100000的低4位置1 ,用X | 0000 1111 = 1010 1111即可得到。
3.3 异或运算符(^):
参加运算的两个数据,按二进制位进行“异或”运算。
运算规则:0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0;
即:参加运算的两个对象,如果两个相应位为“异”(值不同),则该位结果为1,否则为0。
“异或运算”的特殊作用:
(1)使特定位翻转找一个数,对应X要翻转的各位,该数的对应位为1,其余位为零,此数与X对应位异或即可。
例:X=10101110,使X低4位翻转,用X ^0000 1111 = 1010 0001即可得到。
(2)与0相异或,保留原值 ,X ^ 00000000 = 1010 1110。
从上面的例题可以清楚的看到这一点。
3.3 取反运算符(~):
参加运算的一个数据,按二进制位进行“取反”运算。
运算规则:~1=0; ~0=1;
即:对一个二进制数按位取反,即将0变1,1变0。
使一个数的最低位为零,可以表示为:a&~1。
~1的值为1111111111111110,再按“与”运算,最低位一定为0。因为“~”运算符的优先级比算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和其他运算符都高。
3.4 左移运算符(<<):
将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位(左边的二进制位丢弃,右边补0)。
例:a = a<< 2将a的二进制位左移2位,右补0,
左移1位后a = a *2;
若左移时舍弃的高位不包含1,则每左移一位,相当于该数乘以2。
3.5 右移运算符(>>):
将一个数的各二进制位全部右移若干位,正数左补0,负数左补1,右边丢弃。
操作数每右移一位,相当于该数除以2。
例如:a = a>> 2 将a的二进制位右移2位,
左补0 or 补1得看被移数是正还是负。
>> 运算符把expression1 的所有位向右移 expression2指定的位数。expression1的符号位被用来填充右移后左边空出来的位。向右移出的位被丢弃。
例如,下面的代码被求值后,temp 的值是 -4:
-14 (即二进制的 11110010)右移两位等于 -4(即二进制的 11111100)。
var temp = -14 >> 2
3.6 无符号右移运算符(>>>):
>>>运算符把 expression1 的各个位向右移expression2 指定的位数。右移后左边空出的位用零来填充。移出右边的位被丢弃。
例如:var temp = -14 >>>2
变量 temp的值为 -14 (即二进制的 11111111 11111111 1111111111110010),向右移两位后等于 1073741820 (即二进制的 00111111 11111111 1111111111111100)。
3.7 复合赋值运算符:
位运算符与赋值运算符结合,组成新的复合赋值运算符,它们是:
&= 例:a &=b 相当于a=a& b
|= 例:a |=b 相当于a=a |b
>>= 例:a >>=b 相当于a=a>> b
<<= 例:a<<=b 相当于a=a<< b
^= 例:a ^= b 相当于a=a^ b
运算规则:和前面讲的复合赋值运算符的运算规则相似。
3.8 不同长度的数据进行位运算:
如果两个不同长度的数据进行位运算时,系统会将二者按右端对齐,然后进行位运算。
以“与”运算为例说明如下:我们知道在C语言中long型占4个字节,int型占2个字节,如果一个long型数据与一个int型数据进行“与”运算,右端对齐后,左边不足的位依下面三种情况补足,
(1)如果整型数据为正数,左边补16个0。
(2)如果整型数据为负数,左边补16个1。
(3)如果整形数据为无符号数,左边也补16个0。
如:long a=123;int b=1;计算a& b。
如:long a=123;int b=-1;计算a& b。
如:long a=123;unsigned intb=1;计算a & b。