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C++ 速查手冊 V1.00 - 單元 4.5 - 位元運算




資料 (data) 儲存在電腦中的方式為利用 01 的編碼,例如八位元 (bit) 的整數 25


0001 1001


另如 ASCII 編碼 (encoding) 中的字母 f


0110 0110


所謂的位元運算 (bit operation) ,就是逐位元進行比較,例如以上兩項編碼做邏輯「或」的位元運算


0001 1001 or 0110 0110


結果會是


0111 1111


C++ 的位元運算子 (bitwise operator) 如下表


運算子 功能 範例
& a & b
| a | b
^ 互斥或 a ^ b
<< 向左位移 a << b
>> 向右位移 a >> b
~ 取 1 的補數 ~a

關鍵字 bitand 的用法如同 &bitor 的用法如同 |xor 的用法如同 ^compl 的用法如同 ~

以下為位元運算的例子


001 #include <iostream>
002
003 int main() {
004    int a = 192;
005    int b = 64;
006
007    std::cout << (~a)
008              << std::endl;
009    std::cout << (b << 2)
010              << std::endl;
011    std::cout << (b >> 2)
012              << std::endl;
013    std::cout << (a & b)
014              << std::endl;
015    std::cout << (a | b)
016              << std::endl;
017    std::cout << (a ^ b)
018              << std::endl;
019
020    return 0;
021 }
022
023 /* Kaiching Chang
024    u0405.cpp
025    2014-02 */

編譯後執行,結果如下


$ g++ u0405.cpp
$ ./a.out
-193
256
16
64
192
128
$

由於 192 用二進位 64 位元的表示為


... 0000 0000 1100 0000


取其補數變為


... 1111 1111 0011 1111


換算成十進位為 -193 。類似的 64 用二進位 64 位元的表示為


... 0000 0000 0100 0000


向左位移 2 個位元,變為


... 0000 0001 0000 0000


空出的位元補上 0 ,就變成十進位數字的 256 ,向左位移 2 個位元,就是原數乘上 22 ,也就是說乘以 4 。由於向右位移直接把位元移開,原空出的位元補上 0 ,就變成


... 0000 0000 0001 0000


所以等於除以 22 。且、或、互斥或的運算,以二進位表示如下


1100 0000 and 0100 0000 = 0100 0000

1100 0000  or 0100 0000 = 1100 0000

1100 0000 xor 0100 0000 = 1000 0000


因此 19264 ,結果會是 6419264 ,結果為 192192 互斥或 64 ,結果則是 128


continue ...

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