位操作符

位操作符使用整型的操作数.位操作符将其整型操作数视为二进制位的集合,为每一位提供检验和设置的功能.另外,这类操作符还可用于bitset类型的操作数,该类型具有这里所描述的整型操作数的行为.

~   位求反   ~expr
<<  左移   expr1 << expr2
>>  右移   expr1 >> expr2
&   位与   expr1 &  expr2
^   位异或 expr1 ^  expr2
|   位或   expr1 |  expr2

位操作符操纵的整数的类型可以是有符号的也可以是无符号的.如果操作数为负数,则位操作符如何处理其操作数的符号依赖于机器.于是它们的应用可能不同:在一个应用环境中实现的程序可能无法用于另一应用环境.

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实践告诉你:对于位操作符,由于系统不能确保如何处理其操作数的符号位,所以强烈建议用unsigned整型操作数.

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在下面的例子中,假设unsigned char类型有8位.

位求反操作符(~)的功能类似于bitset的flip操作:将操作数的每一个二进制位取反:将1设置为0、0设置为1,生成一个新值:

unsigned char bits=0227;   //10010111
bits=~bits;                //01101000

>>和<<操作符提供移位操作,其右操作数标志要移动的位数.这两种操作符将其左操作数的各个位向左(<<)或向右(>>)移动若干个位(移动的位数由其右操作数指定),从而产生新的值,并丢弃移出去的位.

unsigned char bits=1;   //10011011
bits<<1; //left shift     00110110
bits<<2; //left shift     01101100
bits>>3; //right shift    00010011

左移操作符(<<)在右边插入0以补充空位.对于右移操作符(>>),如果其操作数是无符号数,则从左边开始插入0;如果操作数是有符号数,则插入符号位的副本或者0值,如何选择需依据具体的实现而定.移位操作的右操作数不可以是负数,而且必须是严格小于左操作数位数的值.否则,操作的效果未定义.

位与操作(&)需要两个整型操作数,在每个位的位置,如果两个操作数对应的位都为1,则操作结果中该位为1,否则为0.

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小心:常犯的错误是把位与操作(&)和逻辑与操作(&&)混淆了.同样地,位或操作(|)和逻辑或操作(||)也很容易搞混

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下面我们来说明两个unsigned char类型值的位与操作,这两个操作数均用八进制字面常量初始化:

unsigned char b1=0145;               //01100101
unsigned char b2=0257;               //10101111
unsigned char result=b1 & b2;     //00100101
result-b1^b2;                                    //11001010
result-b1|b2;                                     //11101111

位异或(互斥或,exclusive or)操作符(^)也需要两个整型操作数.在每个位的位置,如果两个操作数对应的位只有一个(不是两个)为1,则操作结果中该位为1,否则为0.

位或(包含或,inclusive or)操作符(|)需要两个整型操作数.在每个位的位置,如果两个操作数对应的位有一个或者两个都为1,则操作结果中该位为1,否则为0.