位操作

更新时间:2022-08-26 10:01

位操作是程序设计中对位模式按位或二进制数的一元和二元操作. 在许多古老的微处理器上, 位运算比加减运算略快, 通常位运算比乘除法运算要快很多. 在现代架构中, 情况并非如此:位运算的运算速度通常与加法运算相同(仍然快于乘法运算)。

位运算符

取反(NOT)

取反是一元运算符, 对一个二进制数的每一位执行逻辑反操作。使数字1成为0, 0成为1。例如:

NOT 0111(十进制 7) = 1000 (十进制 8)

许多程序设计语言(包括C程序设计语言布尔类型

按位或(OR)

按位或处理两个长度相同的二进制数,两个相应的二进位中只要有一个为1,该位的结果值为1。例如

0101 (十进制 5) OR 0011 (十进制 3) = 0111 (十进制 7)

按位或能够将每一位看做旗帜;在二进制数中的每一位可以表示不同的布尔变量。应用按位或操作可以将二进制数的某一位设为1。例如

0010(十进制 2)

能够看做包含4个旗帜的组合。第1,2,4旗帜为0;第3个旗帜为1。利用按位或可以将第1个旗帜设置为1,而其他旗帜不变。

0010 (十进制 2) OR 1000 (十进制 8) = 1010 (十进制 10)

这一技巧通常用来保存程序中的大量布尔变量。

按位异或(XOR)

按位异或运算,对等长二进制模式按位或二进制数的每一位执行逻辑异按位或操作,操作的结果是如果某位不同则该位为1,否则该位为0,例如

0101 XOR 0011 = 0110

汇编语言的程序员们有时使用按位异或运算作为将寄存器的值设为 0 的捷径。用值的自身对其执行按位异或运算将得到 0。并且在许多架构中,与直接加载 0 值并将它保存到寄存器相比,按位异或运算需要较少的中央处理单元时钟周期。

按位异或也可以用于在比特集合中切换旗帜。给出一个比特模式,

0010

第一和第三位能够通过按位异或运算使用同时切换.

0010 XOR 1010 = 1000

这一技巧可用于操作表示布尔变量的比特模式。

按位与(AND)

按位与处理两个长度相同的二进制数,两个相应的二进位都为1,该位的结果值才为1,否则为0。例如:

0101 AND 0011 = 0001

在类C语言中,按位与用'&'表示。

移位

移位

算术移位

另见::en:Arithmetic shift和:en:Arithmetic shift

逻辑移位

应用逻辑移位时,移位后空缺的部分全部填0.

0001 (十进制 1) << 3 (左移 3 位) = 1000 (十进制 8) 1010 (十进制 10) >> 2 (右移 2 位) = 0010 (十进制 2)

C, C++ 和 Java中的移位

JAVA中有一个特有的无符号右移操作符“>>>”。此操作将忽略操作数的符号 同样的还有>>>=

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