01、目录
目录
- 01、目录
- 02、前言
- 03、初识位运算
- 04、位运算操作符
- 4.1 按位与
- 4.2 按位或
- 4.3 按位异或
- 4.4 按位取反
- 4.5 左移
- 4.6 右移
- 05、总结
02、前言
今天恰逢Visual Studio 2015出了点毛病，迫于无奈之下只有卸载重装，这种比较费时间的事情，就写一篇博客叭。
整理了下思路，复习了下位运算，今天就简单聊聊它。
虽然位运算很底层，一听人说直接操作二进制，哇，这么高大上。其实，搞明白了也没啥，而且位运算的只是真的不多。我下面就直接开始吧。
03、初识位运算
其实只要了解计算机的人都或多或少知道，计算机的各种操作都是通过0和1来完成的。
没错，计算机操作的本质就是操作二进制。
而我们程序员是不可能盯着密密麻麻的二进制来编写程序的，就算你厉害，看得懂，那也不可能。
大众化的才能被人们广泛接受。
所以，某某某就通过出于这个需求的考虑，设计了一种操作二进制的规则，也就是位运算。
先来篇口诀吧！
清零取反要用与，某位置一可用或
若要取反和交换，轻轻松松用异或
再列举下多种语言的位运算：
| 含义 | pascal | C/C++ | java |
|---|---|---|---|
| 按位与 | a and b | a & b | a & b |
| 按位或 | a or b | a | b |
| 按位异或 | a xor b | a ^ b | a ^ b |
| 按位取反 | not a | ~a | ~a |
| 左移 | a shl b | a << b | a << b |
| 有符号右移 | a shr b | a >> b | a >> b |
| 无符号右移 | / | / | a >>> b |
这里的pascal也是一种语言，点击此处 了解！
介绍了位运算，就继续介绍这些符号怎么用，可以达到什么效果吧！
04、位运算操作符
这里其他两种语言我不做介绍，除了第一种，Java与C/C++基本一样。
主要介绍C/C++中的位运算：
4.1 按位与
按位与，在C++中表示为 &
位运算其实只有一种情况，用竖式两位对齐计算，下面是运算结果：
代码中的例子，我写一次，后面与之大同小异。
//比如：0按位与0
int a = 0 & 0;
printf("a= %d\n",a); //result:0
0 & 0 = 0
0 & 1 = 0
1 & 0 = 0
1 & 1 = 1
也就是说，只有两者都为1，结果才是1，其余都是0 ——>按位与
简记：按位与，有零则零！
4.2 按位或
按位或，在C++中表示为 |
四种情况如下：
0 | 0 = 0
0 | 1 = 1
1 | 0 = 1
1 | 1 = 1
也就是说，只有两个都为0时，结果才为0，其余都是1——>按位或
简记：按位或，有壹则壹！
4.3 按位异或
按位异或，在C++中为 ^ (这里初学者容易搞成乘方,注意哈！)
四种情况如下：
0 ^ 0 = 0
0 ^ 1 = 1
1 ^ 0 = 1
1 ^ 1 = 0
按位与或的情况很特殊，很容易迷惑人，这跟乘方实在太像了，不过这里我们还是总结下：相同是0，不同则是1——>按位与或
简记：同零异壹！
4.4 按位取反
按位取反，在C++中为 ~
这里情况分两种：
~0 = 1
~1 = 0
用得不多，理解就好，其实我看见有一篇博客讨论按位取反的时候讨论了一下大于0，小于0的情况，这里我说说我的理解，完全没必要，既然位运算的对象是二进制，就只有0和1，没必要脱离主题。
按位取反，我觉得是最好记的，相反就ok，如果是1，则按位取反为0，若是0，则按位取反为1——>按位取反
简记：本身取反！（真假相反）
4.5 左移
左移，在C++中为 <<
不知道怎么表达，先看例子叭！
比如： 8 左移 3bit（位）
//首先8转换为2进制
0000 1000
8 << 3; //整体向左移动3位
0100 0000 //当然这里我的写法优化了下，原型如下：
000 0100 0000 //为使形式好看点，所以上面做了写法优化，右移大同小异，下面不多写
当然这是二进制表示，如果要用数学表示出来即是：
a == 8
n == 2
a << n === a * 2^n 这里的^不是按位与或，而是乘方
记住：左移多少位，右边补多少位，填充数为0即可。
4.6 右移
右移，在C++中为 >>
将操作数的所有位向右平移指定的位数。向右移动了几位，左面补几个 0，向右位移的部分舍弃。
比如 6 右移 1 位
0000 0110 >> 1
结果为：0000 0011
右移n位相当于除以2的n次方
当然我没有提符号右移与无符号右移。那是涉及到负数哈。
其实也是一样的。符号位为最高位，比如：
-10怎么表示：
1000 1010 这就是-10的二进制表示。最高位即，最左边位为1，就是负数，为0就是正数。
学过补码都都应该懂这句话的意思。
补码>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>看这里 补码百科
而负数跟有符号和无符号怎么回事呢？
就是有符号，符号位你右移不能消掉。懂吧，左移跟正数一样。考虑一下这种情况就是上面提到的，我这里提一下规则，举个例子。
- 负数的右移：负数右移的话，由于要保持它是负数，所以负数的二进制的右边补1。如果一直右移的话，最后就就变成0xFFFFFFFF 即-1
如： -4>>1 为-2 ；-4>>2为-1 - 负数的左移：跟正整数左移一样，右边补0，一直左移的话，最后就是0啦。-2<<2 为-4 ； -2<<31为0
05、总结
关于位运算，其实要想搞得很清楚，建议还是搞一下计算机的补码、反码、原码。
值得一提的是：计算机始终是保存的补码。
然后后面如果有时间，我会抽空聊聊这些基础，当然，这在计算机结构专栏里面，我会详细说明。