C/C++中的按位运算

也许你偶然发现了一行令人困惑和恐惧的代码：

((value << 2) & 32)

你不知道这是什么，在网上搜索了好久才找到答案，然后发现了所谓的“位运算”。在这篇文章中，我们将讲解 C 和 C++ 中所有可能的位运算。

位运算是对位进行操作的运算。如果某个位为 1，则表示“真”或“开”。如果为 0，则表示“假”或“关”。与算术运算符一样，位运算符在计算完成后会给出结果。

和

对于一位值，如果两位都处于“开”状态，则 AND 运算符的结果为“开”。否则，结果为“关”。

1 & 1 == 1
1 & 0 == 0
0 & 1 == 0
0 & 0 == 0

对于字节，它会检查每个位并单独应用 AND 运算。

10000000 & 01111111 == 00000000
11000000 & 11100011 == 11000000
10100110 & 10000111 == 10000110
10101010 & 11011011 == 10001010

或者

在 C 和 C++中用 表示|，如果任何位处于“开”状态，则此操作产生“开”状态。

1 | 1 == 1
1 | 0 == 1
0 | 1 == 1
0 | 0 == 0

就像 AND 运算符一样，对多位值也可以执行相同的操作。

异或

用^“排他或”表示。当只有一个位为真时，结果为“开”。

1 ^ 1 == 0
1 ^ 0 == 1
0 ^ 1 == 1
0 ^ 0 == 0

对字节等多位值进行的操作是在位级别完成的，就像 AND 和 OR 一样。

阴性

对位的状态取反。符号~表示此操作。

~1 == 0
~0 == 1

与多位值相同。

位掩码

这不是一个操作，而是程序员在处理按位运算时有时会用到的东西。你可以把位掩码想象成一个过滤器，用来从多位值中提取位。

假设我们有一个字节10100111，并且想要获取它的前两位。我们可以使用位掩码来实现这个目标。位掩码中的 0 表示忽略，1 表示提取。在我们的例子中，位掩码如下所示：000000011。要应用位掩码，我们使用 AND 运算符。

10100111 & 00000011 == 00000011

移位运算符

您之前已经看到过<<和>>。它们分别表示“向左移动”和“向右移动”。

左侧的操作数是被移位的值，而右侧的操作数是移位量。

与我们研究过的其他运算符不同，这些运算符仅适用于字节等多位值。

为了演示的目的，我们将使用这个值11001011来演示。

这些运算符将每位按其所用移位运算符类型指定的方向移动一定量。完全移出字节的位将被丢弃，并在另一侧填充零。

11001011 << 1 == 10010110
11001011 >> 2 == 00110010

这是我在主要使用 SDL2 帖子发布后决定写的一篇简短文章。

编辑：

感谢@ccmg 的更正。