C++ 位运算符的使用

C++ 位运算符的使用

在计算机科学中，位运算符是对二进制数进行操作的一种方式，它可以对整数类型的数据进行位级别的操作。位运算符通常包括按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、按位取反（~）、左移（<<）、右移（>>）等操作。

1. 按位与（&）运算符

按位与运算符（&）是对两个操作数的每一位进行逻辑与操作，结果中仅当两个操作数对应位均为1时结果为1，否则为0。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 5; // 二进制表示为 0101
    int b = 3; // 二进制表示为 0011

    int result = a & b; // 二进制表示为 0001，即结果为1
    cout << "Result of bitwise AND: " << result << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Result of bitwise AND: 1

2. 按位或（|）运算符

按位或运算符（|）是对两个操作数的每一位进行逻辑或操作，结果中只要两个操作数对应位中有一个为1即为1，如果两个对应位均为0则结果为0。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 5; // 二进制表示为 0101
    int b = 3; // 二进制表示为 0011

    int result = a | b; // 二进制表示为 0111，即结果为7
    cout << "Result of bitwise OR: " << result << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Result of bitwise OR: 7

3. 按位异或（^）运算符

按位异或运算符（^）是对两个操作数的每一位进行逻辑异或操作，结果中当两个操作数对应位不相同时结果为1，否则为0。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 5; // 二进制表示为 0101
    int b = 3; // 二进制表示为 0011

    int result = a ^ b; // 二进制表示为 0110，即结果为6
    cout << "Result of bitwise XOR: " << result << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Result of bitwise XOR: 6

4. 左移（<<）和右移（>>）运算符

左移运算符（<<）可以将一个数的所有二进制位向左移动指定数量的位数，相当于将数乘以2的n次方。右移运算符（>>）则是将一个数的二进制位向右移动指定数量的位数，相当于将数除以2的n次方并取整。

示例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num = 10; // 二进制表示为 1010

    int leftShiftResult = num << 2; // 左移2位，相当于将10乘以2的2次方，即40
    cout << "Result of left shift: " << leftShiftResult << endl;

    int rightShiftResult = num >> 1; // 右移1位，相当于将10除以2的1次方，即5
    cout << "Result of right shift: " << rightShiftResult << endl;

    return 0;
}

运行结果：

Result of left shift: 40
Result of right shift: 5

结论

位运算符的使用可以在某些情况下提高计算效率，但需要注意运算符的优先级和操作数的类型。在实际开发中，合理使用位运算符可以简化代码逻辑并提高运算效率。