C# 中的位运算

本文详细介绍了C#中的位运算,包括位逻辑非、位逻辑与、位逻辑或、位逻辑异或、位左移运算和位右移运算。通过具体的二进制和十进制示例,解释了每种位运算符的使用方法和运算规则。

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程序中的所有数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。位运算就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作

在C#中可以对整型运算对象按位进行逻辑运算

C#支持的位逻辑运算符如下所示:

1.位逻辑非 ~

是一个单目运算符,只有一个运算对象。0变成1,1变成0。例如:二进制1000 1101 进行位逻辑非运算为:0111 0010,对应十进制~141等于-142。

正数取反(对应的负数-1),负数取反(对应的正数-1)。例如:~14 =-15    ~(-14)=13

2.位逻辑与&

将两个对象按位与运算,1与1等于1,1与0等于0, 0与0等于0

比如二进制:1000 1101 & 0110 1100 等于00001100 对应十进制:141&108 =12

3.位逻辑或 |

将两个对象按位或运算,1或0等于1,1或1等于1,0或0等于0

例如二进制: 1000 1101 | 0110 1100 等于11101101 对应十进制:141|108=237

4.位逻辑异或^

将两个对象异或运算,规则: 相同得0,不同得1

例如二进制: 1000 1101 ^ 0110 1100 等于1110 0001 对应十进制:141^108=225

5.位左移运算<<

将整个数 按位左移 若干位,空位补0

例如:1000 1101<<3 等于0100 0110 1000 对应十进制 :141<<3 =1128

这里要说明一下:当溢出位不为0时,此时要考虑32位。

再如:0011 0110<<2 ,此时溢出位为0,所以就等于 1101 1000 ,对应十进制:54<<2=216

54<<3 = 0001 1011 0000 对应十进制:432

负数的左移运算,可以先求对应正数,加上-

6.位右移运算>>

位右移运算将整个数按位右移若干位,右移后空出的部分填0

例如:1000 1101>>3 等于0001 0001 对应十进制 :141>>3 =17

负数右移:先求对应正数右移,取负减1: -141>>3= -18

### C# 中的位运算使用指南与示例 在 C# 中,位运算是直接对整数类型的二进制表示进行操作的一种方式。位运算符可以用于执行高效的逻辑和算术操作,例如设置、清除或检查特定的位。以下是 C# 中常见的位运算符及其用法[^1]。 #### 1. 常见位运算C# 提供了以下几种位运算符: - **按位与(&)**:两个位都为 `1` 时结果才为 `1`。 - **按位或(|)**:两个位中任意一个为 `1` 时结果为 `1`。 - **按位异或(^)**:两个位不同时结果为 `1`。 - **按位非(~)**:将每个位取反,`0` 变为 `1`,`1` 变为 `0`。 - **左移(<<)**:将二进制位向左移动指定的位数,右侧补零。 - **右移(>>)**:将二进制位向右移动指定的位数,左侧补符号位。 #### 2. 示例代码 以下是一些常见的位运算示例: ```csharp using System; class Program { static void Main() { int a = 60; // 二进制:0011 1100 int b = 13; // 二进制:0000 1101 // 按位与 int andResult = a & b; // 结果:0000 1100 Console.WriteLine("a & b = {0}", andResult); // 按位或 int orResult = a | b; // 结果:0011 1101 Console.WriteLine("a | b = {0}", orResult); // 按位异或 int xorResult = a ^ b; // 结果:0011 0001 Console.WriteLine("a ^ b = {0}", xorResult); // 按位非 int notA = ~a; // 结果:1100 0011 Console.WriteLine("~a = {0}", notA); // 左移 int leftShift = a << 2; // 结果:1111 0000 Console.WriteLine("a << 2 = {0}", leftShift); // 右移 int rightShift = a >> 2; // 结果:0000 1111 Console.WriteLine("a >> 2 = {0}", rightShift); } } ``` #### 3. 位运算的应用场景 - **标志位管理**:通过按位与和按位或操作来设置或清除特定的标志位。 - **数据压缩**:将多个布尔值存储在一个整数的不同位上,节省内存。 - **性能优化**:在某些情况下,位运算比传统的算术运算更快[^2]。 需要注意的是,虽然位运算功能强大,但在处理大整型数据时需注意语言特性。例如,C# 是强类型语言,整型数据的位数是固定的,而 Python 则没有这种限制[^3]。
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