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 0 與 1 的編碼，例如八位元 (bit) 的整數 25 為

0001 1001

另如 ASCII 編碼 (encoding) 中的字母 f 為

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
&	且	a & b
|	或	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 192 且 64 ，結果會是 64 ； 192 或 64 ，結果為 192 ； 192 互斥或 64 ，結果則是 128 。

continue ...