C++程序设计学习笔记：1 从C走进C++ 位运算

当我们想感知或改变某一个变量中的某一比特时，没有位运算，是很难实现的。

C/C++ 语言提供了六种位运算符：

&  按位与（双目）
|   按位或（双目）
^  按位异或（双目）
~  按位取反（单目）
<<  左移（双目）
>>  右移（双目）

1 按位与 "&"

多用于将某些比特位清零，而其他比特位保持不变。也可以用于获取变量中的某一位。

例如：将 int 型变量 n 的低 8 位保持不变，其余位清零。

n = n & 0xffffff00;

或

n &= 0xffffff00;

再例如：判断int型变量 n 的第 7 位（从右往左）是否为 1？

if ((n & 0x80) == 0x80) { ... }

2 按位或 "|"

常用于将变量中的某比特位设置为1，且保留其他比特位不变。

例如：将 int 型变量ｎ的低８位全置为１，其余位保持不变。

n = n | 0xff;

3 按位异或 "^"

异或表示，异则为１，同则为０。
常用于将变量中的某些比特位取反，而保留其他比特位不变。

例如：将 int 型变量ｎ的低８位取反，其余为保持不变。

n = n ^ 0xff;

异或运算有一个特点：

如果 a ^ b = c, 那么就有 c ^ b = a 以及 c ^ a = b (穷举法可证)

异或运算还有一个有趣的事情：不用临时变量，就可以交换两个变量的值。

int a = 5, b = 7;
a = a ^ b;
b = b ^ a;
a = a ^ b;
穷举法可证

4 按位非 "~"

"~"是个单目运算符，用于按比特位取反。例如：

char b = 0xF0；
a = ~b;

则a = 0x0F。

5 左移运算符 "<<"

高位丢弃，低位补０。

a = 9 << 4; // a = 144

左移１位，相当于乘２。左移比乘法运算快的多。

6 右移运算符 ">>"

低位丢弃，高位补符号位。

a = 9 ＞＞ １; // a = ４

右移１位，相当于除２。除不尽则向小里取整。右移比除法运算快的多。

课程录像

北京大学郭炜/刘家瑛老师，C++程序设计课程录像