C/Cpp中的位运算符

参考：C++.Primer.Plus（第6版）中文版].（美）普拉达 P856

按位运算符

& 与  （电路里的串联）   1&1=1 其他都是0    1&0=0 0&1=0 0&0=0
| 或  （电路里的并联）   0|0=0 其他都是1    1|0=1 0|1=1  1|1=1
~ 非   取反       ~1 = 0 ；   ~0 = 1

 

常用的按位运算符技术

控制硬件时，常涉及打开/关闭特定的位或查看它们的状态。按位运算符提供了执行这种操作的途径。

下面简要地介绍一下这些方法，在下面的示例中，lottabits表示一个值，bit表示特定位的值。位从右到左进行编号，从0开始，因此，第n位的值为2^n。例如，只有第3位为1的整数的值为2^3。一般来说，各个位都对应于2的幂。因此我们使用术语位(bit)表示2的幂;这对应于特定位为1，其他所有位都为0的情况。

1.打开位

下面两项操作打开 lottabits 中对应于 bit 表示的位：

lottabits = lottabits | bit;
lottabits |= bit;

他们都将对应的位设置为1，不管这一位以前是多少。因为  0 OR 1 = 1；  1 OR 1 = 1。即 x OR 1 = 1

2.切换位

下面两项操作切换 lottabits中对应于bit表示的位。也就是说，如果位是关闭的，则将被打开;如果位是打开的，将被关闭:

lottabits = lottabits ^ bit;
lottabits ^= bit;

对0和1执行XOR操作的结果为1，因此将关闭已打开的位；对1和1执行XOR操作的结果为0，因此将打开已关闭的位。

lottabits中其他所有位都保持不变，这是因为对0和0执行XOR操作的结果为0，对1和0执行XOR操作的结果为1。即 x 与 0 异或 得到 它本身 x。

3.关闭位

下面的操作将关闭 lottabits 中对应于 bit 表示的位:

lottabits = lottabits & ~bit;
lottabits &= ~bit;

该语句关闭相应的位，而不管它以前的状态如何。

首先，运算符 ~bit 将原来为1的位设置为0，原来为0的位设置为1。对0和任意值执行AND操作都将得到0，因此关闭相应的位。
lottabits中其他所有位都保持不变，这是因为对1和任意值执行AND操作时，该位的值将保持不变。

4.测试位的值

如果要确定 lottabits中对应于bit的位是否为1，则下面的测试不一定管用:

if (lottabits == bit)

这是因为即使 lottabits中对应的位为1，而其他位也可能为1。仅当对应的位为1，而其他位皆为0时，上述等式才为tue。

因此修补的方式是，首先对 lottabits和bit执行AND操作，这样生成的值的对应位保持不变，因为对1和任何值执行AND操作都将保持该值不变；而其他位都为0，因为对0和任何值执行AND操作的结果都为0。

正确的测试如下

　　if (lottabits & bit == bit)  // testing a bit
//或者简化为
　　if (lottabits & bit)   //testing a bit