【转载】C语言位运算符及作用：与、或、异或、取反、左移和右移
C语言位运算符及作用：与、或、异或、取反、左移和右移
一、& 按位与
如果两个相应的二进制位都为1，则该位的结果值为1，否则为0
应用：
（1）清零
若想对一个存储单元清零，即使其全部二进制位为0，只要找一个二进制数，其中各个位符合一下条件：
原来的数中为1的位，新数中相应位为0。然后使二者进行&运算，即可达到清零目的。
a 00101011
b 10010100
c 00000000 //c = a & b
（2）取一个数中某些指定位
若有一个整数a(2byte),想要取其中的低字节，只需要将a与8个1按位与即可。
a 00101100 10101100
b 00000000 11111111
c 00000000 10101100 //c = a & b
（3）保留指定位：
a 01010100
b 00111011
c 00010000 //c = a & b
二、| 按位或
两个相应的二进制位中只要有一个为1，该位的结果值为1。借用逻辑学中或运算的话来说就是，一真为真
应用：将一个数据的某些位定值为1
a 00110000
b 00001111
c 00111111 //c = a | b
三、^ 按位异或
若参加运算的两个二进制位值相同则为0，否则为1
应用：不用临时变量，交换两个值
计算前：
a＝3，即011（2）；b＝4，即100（2）
计算过程：
a＝a ^ b; //即111 = 011 ^ 100
b＝b ^ a; //即011 = 100 ^ 111
a＝a ^ b; //即100 = 111 ^ 011
计算后：
a＝100（2）即 4 ；b = 011（2）即 3；
四、~ 取反
~是一元运算符，用来对一个二进制数按位取反，即将0变1，将1变0
五、<< 左移
用来将一个数的各二进制位全部左移N位，右补0
六、>> 右移
将一个数的各二进制位右移N位，移到右端的低位被舍弃，对于无符号数，高位补0
七、原码, 反码, 补码的基础概念和计算方法
在探求为何机器要使用补码之前, 让我们先了解原码, 反码和补码的概念《杂谝桓鍪? 计算机要使用一定的编码方式进行存储。原码, 反码, 补码是机器存储一个具体数字的编码方式.
（1）原码
原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值.
比如如果是8位二进制:
[+1]原 = 0000 0001
[-1]原 = 1000 0001
第一位是符号位. 因为第一位是符号位, 所以8位二进制数的取值范围就是:
[1111 1111 , 0111 1111] 即 [-127 , 127]
原码是人脑最容易理解和计算的表示方式。
（2）反码
反码的表示方法是:
正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反.
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反
可见如果一个反码表示的是负数, 人脑无法直观的看出来它的数值. 通常要将其转换成原码再计算.
（3）补码
补码的表示方法是:
正数的补码就是其本身
负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
对于负数, 补码表示方式也是人脑无法直观看出其数值的. 通常也需要转换成原码在计算其数值.
补码举例：16位的变量求补码,比如-266的补码求法：( ( 266 ^ 0xffff ) + 1 ) 结果是0xfef6
深入理解按位异或运算符
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..
笔记：
与运算作用：
1：清零、将某些位置0、
2：存位、截取位、保留位、
或运算作用：
1.将某些位置1；
异或运算作用：
1.不用临时变量交换两个数的值
2.0异或任何数等于任何数->存位
3.1异或任何数等于任何数翻转
4.翻转特定位（与1进行异或运算）
5.实现两个值的交换，而不必使用临时变量
6.变量置零，自己和自己异或->快速判断两个数是否相等
